JP2021518013A - Surveillance system for industrial machinery with dynamically adjustable computing units - Google Patents

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Abstract

柔軟な監視システム及び対応する使用方法が提供される。システムは、バックプレーンを含むベースと、1つ又は複数の監視回路とを含むことができる。監視回路は、異なる所定の機能を実行するようにプログラム可能である共通アーキテクチャを用いて設計することができる。その結果、監視回路は、柔軟な監視システムの異なる実装の間で共有することができる。各ベースの個々のバックプレーンから形成されるそれぞれのベースの間の共通バックプレーンを確立する方法で通信可能に連結されることができる、複数のベース。各監視回路は、それが物理的に連結されているバックプレーンにデータを送信すること及び/又はそれからデータを受信することに限定されるものではなく、代わりに共通バックプレーンに沿って通信することができる。計算処理能力は、監視システムからの処理回路の追加又は取り外しによって、受信される入力信号とは無関係に増大又は減少させることができる。【選択図】図1AFlexible monitoring systems and corresponding usage are provided. The system can include a base including a backplane and one or more monitoring circuits. The monitoring circuit can be designed using a common architecture that is programmable to perform different predetermined functions. As a result, the monitoring circuit can be shared between different implementations of the flexible monitoring system. Multiple bases that can be communicably linked in a way that establishes a common backplane between each base formed from the individual backplanes of each base. Each monitoring circuit is not limited to transmitting and / or receiving data from the backplane to which it is physically connected, but instead communicates along a common backplane. Can be done. Computational processing power can be increased or decreased independently of the input signal received by adding or removing processing circuits from the monitoring system. [Selection diagram] FIG. 1A

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、2018年4月6日に出願された米国特許出願第15/947,762号に対する優先権の利益を主張する国際特許出願であり、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
(Cross-reference of related applications)
This application is an international patent application claiming priority benefit to US Patent Application No. 15 / 947,762 filed on April 6, 2018 under Section 119 (e) of the US Patent Act. , The entire disclosure is incorporated herein by reference.

炭化水素精製及び発電などの多くの産業は、機械装置の動作に、場合によっては、機械装置の連続動作に大きく依存し得る。これらの環境では、1つ又は複数の機械の故障は、修理費用はもちろん、生産の損失及び作業者への潜在的な傷害に起因して、著しいコストをもたらす可能性がある。これらのリスクを考慮すると、1つ又は複数の機械構成要素の特定の動作パラメータを監視することは一般的であり得る。動作パラメータの測定値は、機械構成要素の機械的状態の指標を提供することができ、これにより、故障前の機械構成要素に対して予防的なメンテナンス(例えば、修理、交換など)を実施することが可能になる。この監視は、製造コストの低減、機器のダウンタイムの低減、信頼性の向上、及び安全性の向上など、1つ又は複数の長期利益をもたらすことができる。 Many industries, such as hydrocarbon refining and power generation, can rely heavily on the operation of machinery and, in some cases, on the continuous operation of machinery. In these environments, failure of one or more machines can result in significant costs due to loss of production and potential injury to workers, as well as repair costs. Given these risks, it may be common to monitor specific operating parameters of one or more mechanical components. Measurements of operating parameters can provide an indicator of the mechanical condition of a mechanical component, thereby performing preventative maintenance (eg, repair, replacement, etc.) on the mechanical component before failure. Will be possible. This monitoring can provide one or more long-term benefits such as reduced manufacturing costs, reduced equipment downtime, improved reliability, and improved safety.

一般に、産業機械などの機械の保護及び/又は状態監視のためのシステム及び方法が提供される。 Generally, systems and methods for protection and / or condition monitoring of machines such as industrial machines are provided.

一実施形態では、システムが提供され、システムは、少なくとも1つのバックプレーン、入力回路、及び少なくとも1つの処理回路を含むことができる。少なくとも1つのバックプレーンは、複数の回路に連結することと、バックプレーンに連結された複数の回路のうちの少なくとも1つから監視データを受信することと、を行うように構成することができる。入力回路は、少なくとも1つのバックプレーンのうちの1つに連結することができ、センサから機械構成要素の動作パラメータの測定値を含む監視データを表すセンサ信号を受信するように構成することができる。入力回路はまた、入力回路が連結されているバックプレーンに監視データを送信するように構成することもできる。少なくとも1つの処理回路は、少なくとも1つのバックプレーンのうちの1つのバックプレーンに連結することができる。少なくとも1つの処理回路は、少なくとも1つの処理回路が連結されているバックプレーンから監視データの選択された部分を取得することと、選択された監視データを特徴付ける値を決定し、決定された値を少なくとも1つの処理回路が連結されているバックプレーンに送信することと、のうちの少なくとも1つを実行するように構成することができる。少なくとも1つのバックプレーンに連結された処理回路の数は、少なくとも1つのバックプレーンに連結された入力回路の数から独立することができる。 In one embodiment, a system is provided, which may include at least one backplane, an input circuit, and at least one processing circuit. At least one backplane can be configured to be connected to a plurality of circuits and to receive monitoring data from at least one of the plurality of circuits connected to the backplane. The input circuit can be connected to at least one of the backplanes and can be configured to receive sensor signals from the sensor that represent monitoring data, including measurements of operating parameters of the mechanical components. .. The input circuit can also be configured to transmit monitoring data to the backplane to which the input circuit is connected. At least one processing circuit can be connected to one backplane of at least one backplane. At least one processing circuit obtains a selected portion of the monitoring data from the backplane to which the at least one processing circuit is connected, determines a value that characterizes the selected monitoring data, and determines the determined value. It can be configured to transmit to the backplane to which at least one processing circuit is connected and to execute at least one of them. The number of processing circuits connected to at least one backplane can be independent of the number of input circuits connected to at least one backplane.

別の実施形態では、システムは、第1の処理回路及び第2の処理回路を含むことができる。第1の処理回路は、第1のバックプレーンに連結された第1の保護処理回路とすることができる。第1の保護処理回路は、監視データの第1の部分を第1のバックプレーンから取得することと、監視データの第1の部分に基づいて値の第1の部分を決定することと、値の第1の部分を第1のバックプレーンに送信することと、を行うように構成することができる。第2の処理回路は、第2のバックプレーンに連結された第2の保護処理回路とすることができる。第2の保護処理回路は、第1の部分とは異なる、監視データの第2の部分を取得することと、監視データの第2の部分に基づいて値の第2の部分を決定することと、値の第2の部分を第2のバックプレーンに送信することと、を行うように構成することができる。 In another embodiment, the system can include a first processing circuit and a second processing circuit. The first processing circuit can be a first protection processing circuit connected to the first backplane. The first protection processing circuit obtains the first part of the monitoring data from the first backplane, determines the first part of the value based on the first part of the monitoring data, and the value. The first portion of the data can be configured to transmit to and to the first backplane. The second processing circuit can be a second protection processing circuit connected to the second backplane. The second protection processing circuit acquires the second part of the monitoring data, which is different from the first part, and determines the second part of the value based on the second part of the monitoring data. , Sending a second portion of the value to a second backplane, and so on.

別の実施形態では、第1の保護処理回路は、第2のバックプレーンから値の第2の部分を取得することと、第1及び第2の値部分に基づいて値を決定することと、決定された値を第1のバックプレーンに送信することと、を行うように構成することができる。 In another embodiment, the first protection processing circuit obtains a second portion of the value from the second backplane and determines the value based on the first and second value portions. It can be configured to send the determined value to the first backplane and to do so.

別の実施形態では、第1及び第2のバックプレーンは、同じバックプレーンであり得る。 In another embodiment, the first and second backplanes can be the same backplane.

別の実施形態では、入力回路は、第1のバックプレーンに連結することができる。 In another embodiment, the input circuit can be connected to a first backplane.

別の実施形態では、入力回路は、第1のバックプレーンとは異なる、第3のバックプレーンに連結することができ、システムは、第1のブリッジ回路及び第2のブリッジ回路を更に含むことができる。第1のブリッジ回路は、第1のバックプレーンに連結することができる。第2のブリッジ回路は、第3のバックプレーンに連結することができ、第1のブリッジ回路と通信することができる。第1及び第2のブリッジ回路は、第1及び第3のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第1及び第2の保護処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第3のバックプレーンから第1及び第2の監視データ部分を取得するように構成することができる。 In another embodiment, the input circuit can be connected to a third backplane, which is different from the first backplane, and the system may further include a first bridge circuit and a second bridge circuit. can. The first bridge circuit can be connected to the first backplane. The second bridge circuit can be connected to the third backplane and can communicate with the first bridge circuit. The first and second bridge circuits can form a common logic backplane that includes a first and third backplane. The first and second protection processing circuits can be configured to acquire the first and second monitoring data portions from the third backplane via the common logic backplane.

別の実施形態では、第1及び第2のバックプレーンは、異なるバックプレーンであり得、システムは、第1のブリッジ回路及び第2のブリッジ回路を更に含むことができる。第1のブリッジ回路は、第1のバックプレーンに連結することができる。第2のブリッジ回路は、第2のバックプレーンに連結することができ、第1のブリッジ回路と通信することができる。第1及び第2のブリッジ回路は、第1及び第2のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第1の保護処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第2のバックプレーンから値の第2の部分を取得するように構成することができる。 In another embodiment, the first and second backplanes can be different backplanes, and the system can further include a first bridge circuit and a second bridge circuit. The first bridge circuit can be connected to the first backplane. The second bridge circuit can be connected to the second backplane and can communicate with the first bridge circuit. The first and second bridge circuits can form a common logic backplane that includes a first and second backplane. The first protection processing circuit can be configured to obtain a second portion of the value from the second backplane via a common logic backplane.

別の実施形態では、システムは、第1の処理回路及び第2の処理回路を含むことができる。第1の処理回路は、第1のバックプレーンに連結された第1の状態処理回路とすることができる。第1の状態処理回路は、監視データの第1の部分を第1のバックプレーンから取得することと、監視データの第1の部分をネットワークに出力することと、を行うように構成することができる。第2の処理回路は、第2のバックプレーンに連結された第2の状態処理回路とすることができる。第2の状態処理回路は、監視データの第2の部分を第2のバックプレーンから取得することと、監視データの第2の部分をネットワークに出力することと、を行うように構成することができる。第1及び第2の状態処理回路は、少なくとも1つのバックプレーンのいずれかにデータを送信することを禁止され得る。 In another embodiment, the system can include a first processing circuit and a second processing circuit. The first processing circuit can be a first state processing circuit connected to the first backplane. The first state processing circuit can be configured to acquire the first part of the monitoring data from the first backplane and output the first part of the monitoring data to the network. can. The second processing circuit can be a second state processing circuit connected to the second backplane. The second state processing circuit can be configured to acquire the second part of the monitoring data from the second backplane and output the second part of the monitoring data to the network. can. The first and second state processing circuits may be prohibited from transmitting data to any one of the at least one backplane.

別の実施形態では、第1及び第2のバックプレーンは、同じバックプレーンであり得る。 In another embodiment, the first and second backplanes can be the same backplane.

別の実施形態では、入力回路は、第1のバックプレーンに連結することができる。 In another embodiment, the input circuit can be connected to a first backplane.

別の実施形態では、入力回路は、第1のバックプレーンとは異なる、第3のバックプレーンに連結することができ、システムは、第1のブリッジ回路及び第2のブリッジ回路を更に含むことができる。第1のブリッジ回路は、第1のバックプレーンに連結することができる。第2のブリッジ回路は、第3のバックプレーンに連結することができ、第1のブリッジ回路と通信することができる。第1及び第2のブリッジ回路は、第1及び第3のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第1及び第2の状態処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第3のバックプレーンから第1及び第2の監視データ部分を取得するように構成することができる。 In another embodiment, the input circuit can be connected to a third backplane, which is different from the first backplane, and the system may further include a first bridge circuit and a second bridge circuit. can. The first bridge circuit can be connected to the first backplane. The second bridge circuit can be connected to the third backplane and can communicate with the first bridge circuit. The first and second bridge circuits can form a common logic backplane that includes a first and third backplane. The first and second state processing circuits can be configured to acquire first and second monitoring data portions from the third backplane via a common logic backplane.

機械を監視するための方法も提供される。一実施形態では、方法は、複数の回路を少なくとも1つのバックプレーンに連結することを含むことができる。複数の回路は、入力回路及び少なくとも1つの処理回路を含むことができる。別の実施形態では、方法は、入力回路によって、入力回路が連結されているバックプレーンに監視データを送信することを含むことができる。監視データは、センサによって取得された機械構成要素の動作パラメータの測定値を表すことができる。方法は、少なくとも1つの処理回路によって、少なくとも1つの処理回路が連結されているバックプレーンから監視データの選択された部分を取得することと、選択された監視データを特徴付ける値を決定し、決定された値を少なくとも1つの処理回路が連結されているバックプレーンに送信することと、のうちの少なくとも1つを実行することを更に含むことができる。少なくとも1つのバックプレーンに連結された処理回路の数は、少なくとも1つのバックプレーンに連結された入力回路の数から独立して選択することができる。 Methods for monitoring the machine are also provided. In one embodiment, the method can include connecting multiple circuits to at least one backplane. The plurality of circuits can include an input circuit and at least one processing circuit. In another embodiment, the method can include transmitting monitoring data by the input circuit to the backplane to which the input circuit is connected. The monitoring data can represent the measured values of the operating parameters of the mechanical components acquired by the sensor. The method is determined by obtaining a selected portion of the monitoring data from the backplane to which the at least one processing circuit is connected by at least one processing circuit and determining the values that characterize the selected monitoring data. It can further include transmitting the value to the backplane to which at least one processing circuit is connected and executing at least one of them. The number of processing circuits connected to at least one backplane can be selected independently of the number of input circuits connected to at least one backplane.

別の実施形態では、方法は、第1の処理回路によって、監視データの第1の部分を第1のバックプレーンから取得することを含むことができる。第1の処理回路は、第1のバックプレーンに連結された第1の保護処理回路とすることができる。方法はまた、第1の保護処理回路によって、監視データの第1の部分に基づいて値の第1の部分を決定することを含むこともできる。方法は、値の第1の部分を第1のバックプレーンに送信することを更に含むことができる。方法はまた、第2の保護処理回路によって、監視データの第2の部分を第2のバックプレーンから取得することを含むこともできる。第2の保護処理回路は、第2のバックプレーンに連結された第2の処理回路とすることができる。方法は、第2の保護処理回路によって、監視データの第2の部分に基づいて値の第2の部分を決定することを更に含むことができる。方法は、値の第2の部分を第2のバックプレーンに送信することを追加的に含むことができる。 In another embodiment, the method can include acquiring a first portion of monitoring data from a first backplane by means of a first processing circuit. The first processing circuit can be a first protection processing circuit connected to the first backplane. The method can also include determining the first part of the value based on the first part of the monitoring data by the first protection processing circuit. The method can further include transmitting the first portion of the value to the first backplane. The method can also include acquiring a second portion of monitoring data from a second backplane by means of a second protection processing circuit. The second protection processing circuit can be a second processing circuit connected to the second backplane. The method can further include determining a second part of the value based on a second part of the monitoring data by a second protection processing circuit. The method can additionally include transmitting a second part of the value to a second backplane.

別の実施形態では、方法は、第1の保護処理回路によって、値の第2の部分を第2のバックプレーンから取得することを含むことができる。方法はまた、第1の保護処理回路によって、第1及び第2の値部分に基づいて値を決定することを含むこともできる。方法は、第1の保護処理回路によって、決定された値を第1のバックプレーンに送信することを更に含むことができる。 In another embodiment, the method can include obtaining a second portion of the value from a second backplane by means of a first protection processing circuit. The method can also include determining the value based on the first and second value portions by the first protection processing circuit. The method can further include transmitting the determined value to the first backplane by the first protection processing circuit.

別の実施形態では、第1及び第2のバックプレーンは、同じバックプレーンであり得る。 In another embodiment, the first and second backplanes can be the same backplane.

別の実施形態では、方法は、入力回路を第1のバックプレーンに連結することを含むことができる。 In another embodiment, the method can include connecting the input circuit to a first backplane.

別の実施形態では、入力回路は、第1のバックプレーンとは異なる、第3のバックプレーンに連結することができ、方法は、第1のブリッジ回路を第1のバックプレーンに連結することを含むことができる。方法はまた、第2のブリッジ回路を第3のバックプレーンに連結することを含むこともできる。方法は、第1及び第2のブリッジ回路を通信状態に置くことを更に含むことができる。第1及び第2のブリッジ回路は、通信状態時に第1及び第3のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第1及び第2の保護処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第3のバックプレーンから第1及び第2の監視データ部分を取得するように構成することができる。 In another embodiment, the input circuit can be connected to a third backplane, which is different from the first backplane, and the method is to connect the first bridge circuit to the first backplane. Can include. The method can also include connecting a second bridge circuit to a third backplane. The method can further include placing the first and second bridge circuits in a communicative state. The first and second bridge circuits can form a common logic backplane including the first and third backplanes during communication. The first and second protection processing circuits can be configured to acquire the first and second monitoring data portions from the third backplane via the common logic backplane.

別の実施形態では、第1及び第2のバックプレーンは、異なるバックプレーンであり得、方法は、第1のブリッジ回路を第1のバックプレーンに連結することと、第2のブリッジ回路を第2のバックプレーンに連結することと、第1及び第2のブリッジ回路を通信状態に置くことと、を含むことができる。第1及び第2のブリッジ回路は、通信状態時に第1及び第2のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第1の保護処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第2のバックプレーンから値の第2の部分を取得するように構成することができる。 In another embodiment, the first and second backplanes can be different backplanes, the method is to connect the first bridge circuit to the first backplane and to connect the second bridge circuit to the first. It can include connecting to two backplanes and putting the first and second bridge circuits in a communicative state. The first and second bridge circuits can form a common logic backplane including the first and second backplanes during communication. The first protection processing circuit can be configured to obtain a second portion of the value from the second backplane via a common logic backplane.

別の実施形態では、方法は、第1の処理回路によって、監視データの第1の部分を第1のバックプレーンから取得することを含むことができる。第1の処理回路は、第1のバックプレーンに連結された第1の状態処理回路とすることができる。方法はまた、第1の状態処理回路によって、監視データの第1の部分をネットワークに出力することを含むこともできる。方法は、第2の処理回路によって、監視データの第2の部分を第2のバックプレーンから取得することを更に含むことができる。第2の処理回路は、第2のバックプレーンに連結された第2の状態処理回路とすることができる。方法はまた、第2の状態処理回路によって、監視データの第2の部分をネットワークに出力することを含むこともできる。第1及び第2の状態処理回路は、それぞれ、第1及び第2のバックプレーンにデータを送信することを禁止され得る。 In another embodiment, the method can include acquiring a first portion of monitoring data from a first backplane by means of a first processing circuit. The first processing circuit can be a first state processing circuit connected to the first backplane. The method can also include outputting a first portion of monitoring data to the network by means of a first state processing circuit. The method can further include acquiring a second portion of the monitoring data from the second backplane by means of a second processing circuit. The second processing circuit can be a second state processing circuit connected to the second backplane. The method can also include outputting a second portion of the monitoring data to the network by means of a second state processing circuit. The first and second state processing circuits may be prohibited from transmitting data to the first and second backplanes, respectively.

別の実施形態では、第1及び第2のバックプレーンは、同じバックプレーンであり得る。 In another embodiment, the first and second backplanes can be the same backplane.

別の実施形態では、入力回路は、第1のバックプレーンに連結することができる。 In another embodiment, the input circuit can be connected to a first backplane.

別の実施形態では、入力回路は、第1のバックプレーンとは異なる、第3のバックプレーンに連結することができ、方法は、第1のブリッジ回路を第1のバックプレーンに連結することと、第2のブリッジ回路を第3のバックプレーンに連結することと、第1及び第2のブリッジ回路を通信状態に置くことと、を含むことができる。第1及び第2のブリッジ回路は、通信状態時に第1及び第3のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第1及び第2の状態処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第3のバックプレーンから第1及び第2の監視データ部分を取得するように構成することができる。 In another embodiment, the input circuit can be connected to a third backplane, which is different from the first backplane, and the method is to connect the first bridge circuit to the first backplane. , The connection of the second bridge circuit to the third backplane and the placement of the first and second bridge circuits in a communication state can be included. The first and second bridge circuits can form a common logic backplane including the first and third backplanes during communication. The first and second state processing circuits can be configured to acquire first and second monitoring data portions from the third backplane via a common logic backplane.

これら及び他の特徴は、添付図面と併せて以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。 These and other features will be more easily understood from the detailed description below along with the accompanying drawings.

既存の監視システムを含む動作環境の例示的な一実施形態を示す図である。It is a figure which shows an exemplary embodiment of the operating environment including the existing monitoring system.

図1Aの監視システムのバックプレーンの例示的な一実施形態を示す図である。It is a figure which shows an exemplary embodiment of the backplane of the monitoring system of FIG. 1A.

機械を監視するように構成された柔軟な監視システムを含む動作環境の例示的な一実施形態を示す図である。FIG. 5 illustrates an exemplary embodiment of an operating environment that includes a flexible monitoring system configured to monitor a machine.

図2Aの柔軟な監視システムと共に使用するように構成された回路の例示的な実施形態を示す図である。FIG. 2 illustrates an exemplary embodiment of a circuit configured for use with the flexible monitoring system of FIG. 2A.

図2Aの柔軟な監視システムのバックプレーンの例示的な一実施形態を示す図である。FIG. 2A illustrates an exemplary embodiment of the backplane of the flexible monitoring system of FIG. 2A.

保護監視及び状態監視用に構成された比較的柔軟な大型の監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。It is a figure which shows an exemplary embodiment of the relatively flexible large-scale monitoring system configured for protection monitoring and condition monitoring.

保護監視用に構成された中型の柔軟な監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。FIG. 5 illustrates an exemplary embodiment of a medium-sized flexible monitoring system configured for protection monitoring.

保護監視用に構成された小型の柔軟な監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。FIG. 5 illustrates an exemplary embodiment of a small, flexible monitoring system configured for protection monitoring.

ブリッジ回路によって通信可能に連結された3つのベースを含み、3つのベースの間に分散された入力回路、出力回路、保護処理回路、及び状態処理回路を有する、柔軟な監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。An exemplary example of a flexible monitoring system that includes three bases communicably connected by a bridge circuit and has input, output, protection, and state processing circuits distributed between the three bases. It is a figure which shows the embodiment.

ブリッジ回路によって通信可能に連結された2つのベースを含み、一方のベースに連結された入力回路及び出力回路と、他方のベースに連結された保護処理回路及び状態処理回路と、を有する、柔軟な監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。Flexible, including two bases communicably connected by a bridge circuit, having an input circuit and an output circuit connected to one base, and a protection processing circuit and a state processing circuit connected to the other base. It is a figure which shows an exemplary embodiment of a monitoring system.

ブリッジ回路によって通信可能に連結された5つのベースを含み、複数の小さいベースに連結された入力回路及び出力回路と、効率のためにより大きいベースに連結された保護処理回路及び状態処理回路と、を有する、柔軟な監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。An input circuit and an output circuit connected to a plurality of smaller bases and a protection processing circuit and a state processing circuit connected to a larger base for efficiency, including five bases communicably connected by a bridge circuit. It is a figure which shows an exemplary embodiment of a flexible monitoring system which has.

機械を監視するための方法の例示的な一実施形態を示す流れ図である。It is a flow chart which shows an exemplary embodiment of the method for monitoring a machine.

図面は必ずしも縮尺どおりではないことに留意されたい。図面は、本明細書に開示される主題の典型的な態様のみを描写することを意図しており、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なされるべきではない。 Note that the drawings are not necessarily to scale. The drawings are intended to depict only typical aspects of the subject matter disclosed herein and should therefore not be considered to limit the scope of this disclosure.

風力タービンなどの産業機械装置は、受け入れ可能な許容誤差内での動作を確実にするために、監視システムによって監視することができる。一般に、機械監視は、機械構成要素のうちの1つ又は複数の動作パラメータを測定することと、機械構成要素が適切に動作しているかどうかを動作パラメータ測定値から判定することと、機械構成要素が不適切に動作していると判定された場合に警告を発することと、を含み得る。これらの警告は、機械故障に先立って補正措置を講じることを可能にし、製造コストの低減、機器のダウンタイムの低減、信頼性の向上、及び/又は安全性の向上などの利益をもたらし得る。 Industrial machinery such as wind turbines can be monitored by monitoring systems to ensure operation within acceptable tolerances. In general, machine monitoring measures the operating parameters of one or more of the machine components, determines whether the machine components are operating properly from the operating parameter measurements, and the machine components. May include issuing a warning if it is determined that is operating improperly. These warnings allow for corrective action prior to mechanical failure and can provide benefits such as reduced manufacturing costs, reduced equipment downtime, improved reliability, and / or improved safety.

しかしながら、既存の監視システムは、あまり柔軟ではないことがある。一例として、製造業者は、モデル又は実装と呼ばれる、異なる能力を有する異なるタイプの監視システムを作製することができる。異なる監視システム実装は、それらの特定の実装とのみ使用するように設計されている、入力部、出力部、及びプロセッサなどの構成要素を含むことができる。異なる監視システム実装の間で構成要素を共有することができないことは、既に作製された構成要素を利用するのではなく、新しい実装ごとに新しい構成要素の開発を必要とする可能性があり、新しい監視システム実装の配備を遅らせる場合がある。別の例では、異なる監視システム実装は、それぞれが、異なるように挙動することができる異なる特化された構成要素を含むことができるので、管理するのにより多くのリソース(例えば、予備のハードウェア及びソフトウェア、訓練された人材など)を必要とする場合がある。したがって、本開示の実施形態は、共通アーキテクチャ(例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなど)を共有する回路を含む柔軟な監視システムを提供し、各回路は、異なる指定された機能(例えば、入力、処理、出力、システム動作など)を実行するように構成することができる。柔軟な監視システムの機能を異なる回路に分割することにより、柔軟な監視システムの新たな実装を、既に作製されている構成要素を異なる組み合わせで配置することによって、場合によっては迅速に、開発することができる。特に、新しい用途が柔軟な監視システムの既存の実装と比べて追加の処理能力を必要とする場合、柔軟な監視システムの新たな実装を開発しなくても、より高い能力を有する処理回路及び/又はより多くの処理回路を追加することができる。 However, existing surveillance systems may not be very flexible. As an example, a manufacturer can create different types of surveillance systems with different capabilities, called models or implementations. Different monitoring system implementations can include components such as inputs, outputs, and processors that are designed to be used only with those particular implementations. The inability to share components between different monitoring system implementations may require the development of new components for each new implementation rather than leveraging already created components, which is new. May delay the deployment of monitoring system implementations. In another example, different monitoring system implementations can contain different specialized components, each of which can behave differently, so more resources to manage (eg, spare hardware). And software, trained personnel, etc.) may be required. Accordingly, embodiments of the present disclosure provide a flexible monitoring system that includes circuits that share a common architecture (eg, hardware, software, firmware, etc.), with each circuit having a different specified function (eg, input, etc.). It can be configured to perform processing, output, system operation, etc.). By dividing the functionality of the flexible monitoring system into different circuits, new implementations of the flexible monitoring system can be developed quickly, in some cases, by arranging different combinations of components that have already been created. Can be done. Higher capacity processing circuits and / or without developing new implementations of flexible monitoring systems, especially if new applications require additional processing power compared to existing implementations of flexible monitoring systems. Alternatively, more processing circuits can be added.

産業機械を監視するためのシステム及び対応する方法の実施形態が、本明細書で論じられる。しかしながら、本開示の実施形態は、他の機械を監視するために制限なしで使用することができる。 Embodiments of systems and corresponding methods for monitoring industrial machinery are discussed herein. However, embodiments of the present disclosure can be used without limitation to monitor other machines.

既存の監視システム102を含む動作環境100が図1に示されている。動作環境100は、標的102と、センサ104と、内部ネットワーク110a及び外部ネットワーク110bと通信する監視システム106と、を含むことができる。 The operating environment 100 including the existing monitoring system 102 is shown in FIG. The operating environment 100 can include a target 102, a sensor 104, and a monitoring system 106 that communicates with the internal network 110a and the external network 110b.

標的102は、任意の機械の任意の構成要素とすることができる。標的102の例としては、とりわけ、歯車、軸受、及びシャフトが挙げられ得る。機械の例としては、ターボ機械、タービン(例えば、水力、風力)、発電機、及び往復動圧縮機が挙げられ得る。 The target 102 can be any component of any machine. Examples of the target 102 may include, among other things, gears, bearings, and shafts. Examples of machines may include turbomachinery, turbines (eg, hydraulics, wind power), generators, and reciprocating compressors.

センサ104は、標的102の動作パラメータを感知し、測定された動作パラメータを表す少なくとも1つのセンサ信号104sを生成することと、センサ信号104sを監視システム106に(例えば、現場配線を介して)送信することと、を行うように構成することができる。一例として、センサ104は、プローブ、トランスデューサ、及び信号整形回路を含むことができる(図示せず)。プローブは、動作パラメータの測定のために標的102と相互作用することができる。トランスデューサは、動作パラメータの測定値を電気信号(例えば、電圧)に変換することができる。信号整形回路は、電気信号を調節及び/又は増幅して、センサ信号104s(例えば、最小〜最大の範囲の電圧)を生成することができる。したがって、一態様では、センサ信号104sは、センサトランスデューサによって作成された直接又は生の測定値を含むことができる。センサ信号104sは、アナログ信号又はデジタル信号であり得る。 The sensor 104 senses the operating parameters of the target 102, generates at least one sensor signal 104s representing the measured operating parameters, and transmits the sensor signals 104s to the monitoring system 106 (eg, via field wiring). And can be configured to do. As an example, the sensor 104 can include a probe, a transducer, and a signal shaping circuit (not shown). The probe can interact with the target 102 for the measurement of operating parameters. The transducer can convert measurements of operating parameters into electrical signals (eg, voltage). The signal shaping circuit can regulate and / or amplify the electrical signal to generate a sensor signal 104s (eg, a voltage in the minimum to maximum range). Thus, in one aspect, the sensor signal 104s can include direct or raw measurements made by the sensor transducer. The sensor signal 104s can be an analog signal or a digital signal.

別の態様では、センサ信号104sはまた、動作パラメータの直接の測定値に加えて、拡張されたデータセットを含むこともできる。拡張されたデータセットは、測定される動作パラメータのタイプに依存する様々な測定された変数を含むことができる。一例として、標的102は、シャフトなどの回転構成要素であり得、径方向振動が、近接センサの形態のセンサ104によって測定される変数であり得る。これらの状況下で、拡張されたデータセットは、ギャップ電圧、1xのフィルタリングされた振幅、2xのフィルタリングされた振幅、1xのフィルタリングされた位相、2xのフィルタリングされた位相、Not 1xの振幅、及び最大シャフト変位(Smax)のうちの1つ又は複数を含むことができる。ギャップ電圧は、プローブによる電圧出力であり、標的102とプローブの先端との間の物理的距離を表す。1xの振幅は、シャフト回転と同じ周波数を有する振動の振幅であり、一方、2xの振幅は、シャフト回転の2倍の周波数を有する振動の振幅である。例えば、毎分1480回転の回転速度は、毎秒

Figure 2021518013
サイクル(Hz)の周波数に対応する。位相は、基準位置に対して所定の測定位置で測定された振動との間の時間遅延である。したがって、1xの位相は、シャフト回転と同じ周波数を有する振動の位相を指し、一方、2xの位相は、シャフト回転の2倍の周波数を有する振動の位相を指す。Not 1xの振幅は、1×の振幅を除いた全ての振幅を指す。他の実施形態では、拡張されたデータセットは、トランスデューサなど、センサ104の1つ又は複数の構成要素に関するメタデータを含むことができる。メタデータの例としては、シリアル番号、リビジョン番号、動作温度、及び健全性ステータスのうちの1つ又は複数を含むことができる。 In another aspect, the sensor signal 104s can also include an extended data set in addition to the direct measurements of operating parameters. The extended dataset can contain various measured variables that depend on the type of operating parameter being measured. As an example, the target 102 can be a rotational component such as a shaft, and the radial vibration can be a variable measured by the sensor 104 in the form of a proximity sensor. Under these circumstances, the expanded dataset has a gap voltage, 1x filtered amplitude, 2x filtered amplitude, 1x filtered phase, 2x filtered phase, Not 1x amplitude, and It can include one or more of the maximum shaft displacements (Smax). The gap voltage is the voltage output from the probe and represents the physical distance between the target 102 and the tip of the probe. The amplitude of 1x is the amplitude of vibration having the same frequency as the shaft rotation, while the amplitude of 2x is the amplitude of vibration having twice the frequency of the shaft rotation. For example, the rotation speed of 1480 revolutions per minute is per second.
Figure 2021518013
Corresponds to the frequency of the cycle (Hz). The phase is the time delay between the reference position and the vibration measured at a given measurement position. Therefore, the 1x phase refers to the phase of vibration having the same frequency as the shaft rotation, while the 2x phase refers to the phase of vibration having twice the frequency of the shaft rotation. Not 1x amplitude refers to all amplitudes except 1x amplitude. In other embodiments, the extended data set can include metadata about one or more components of the sensor 104, such as a transducer. Examples of metadata can include one or more of serial number, revision number, operating temperature, and health status.

センサ104の数及びタイプは、測定されることが意図される動作パラメータによって決定され得る。一態様では、センサ104は、振動、位置、速度、運動方向、及び偏心の測定のために1つ又は複数の近接プローブの形態をとることができる。別の態様では、センサ104は、地震振動及び加速度の測定のために1つ又は複数の加速度計の形態をとることができる。更なる態様では、センサ104は、温度及び圧力の測定のために、それぞれ、1つ又は複数の温度プローブ又は圧力プローブの形態をとることができる。上記に列挙されたセンサタイプ及び対応する動作パラメータは網羅的ではなく、センサ104の実施形態が、対象となる動作パラメータの測定に適した任意のセンサ又はセンサの組み合わせを含み得ることは理解することができる。 The number and type of sensors 104 may be determined by the operating parameters intended to be measured. In one aspect, the sensor 104 can take the form of one or more proximity probes for measurement of vibration, position, velocity, direction of motion, and eccentricity. In another aspect, the sensor 104 can take the form of one or more accelerometers for measuring seismic vibration and acceleration. In a further aspect, the sensor 104 can take the form of one or more temperature probes or pressure probes, respectively, for temperature and pressure measurements. It is understood that the sensor types listed above and the corresponding operating parameters are not exhaustive and that embodiments of the sensor 104 may include any sensor or combination of sensors suitable for measuring the operating parameter of interest. Can be done.

使用中、監視システム106は、受信したセンサ信号104sを処理し、監視信号106s、108sを出力するように構成することができる。一例として、監視システム106は、動作パラメータ測定値を特徴付ける値を決定するように構成することができる。監視システム106はまた、この決定された値、及び/又は拡張されたデータセットの任意の測定された変数、を対応する所定の警報状態とリアルタイムで比較し、警報ステータス(例えば、OK、OKでない、警戒、危険など)を決定することもできる。例えば、標的102が回転シャフトであり、測定された動作パラメータがシャフトの径方向振動である場合、センサ信号104sは、シャフト変位を時間の関数として含むことができる。このセンサ信号から、監視システム106は、ピーク間変位からの振動振幅の値を決定することができる。 During use, the monitoring system 106 can be configured to process the received sensor signals 104s and output the monitoring signals 106s, 108s. As an example, the monitoring system 106 can be configured to determine the values that characterize the operating parameter measurements. The monitoring system 106 also compares this determined value and / or any measured variable of the extended data set with the corresponding predetermined alarm state in real time and the alarm status (eg, OK, not OK). , Alert, dangerous, etc.) can also be determined. For example, if the target 102 is a rotating shaft and the measured operating parameter is the radial vibration of the shaft, the sensor signal 104s can include the shaft displacement as a function of time. From this sensor signal, the monitoring system 106 can determine the value of the vibration amplitude from the inter-peak displacement.

監視システム106はまた、監視信号106s、108sを内部ネットワーク110a及び/又は外部ネットワーク110bに出力するように構成することもできる。出力された監視信号106a、108aは、拡張されたデータセットの測定された変数、決定された値、及び決定されたステータスのうちの1つ又は複数を含むことができる。警戒及び危険などの警報ステータスは、監視システム106上の物理的継電器を介して、又は監視信号106s、108sによって外部システム110に、報知することができる。別の態様では、監視システム106は、後の処理のために、センサ信号104sを追加的に又は代替的に記憶することができる。 The monitoring system 106 can also be configured to output the monitoring signals 106s, 108s to the internal network 110a and / or the external network 110b. The output monitoring signals 106a, 108a can include one or more of the measured variables, the determined values, and the determined status of the extended data set. Alert statuses such as alert and dangerous can be communicated to the external system 110 via physical relays on the monitoring system 106 or by monitoring signals 106s, 108s. In another aspect, the monitoring system 106 may additionally or optionally store the sensor signals 104s for subsequent processing.

内部ネットワーク110aは、機械制御システム112と通信するプラントネットワークであり得る。機械制御システム112は、標的102の1つ又は複数の動作パラメータを制御するように動作する機械にコマンドを提供するように構成することができる。内部ネットワーク110aはまた、構成ソフトウェアを実行するコンピューティングデバイス(図示せず)、ヒューマンマシンインターフェース(HMI)114、及び/又は顧客ヒストリアン116など、他のシステムと通信することもできる。構成ソフトウェアは、所定の警報状態などの構成情報を監視システム106に提供するために使用することができる。HMI114は、ユーザインターフェースデバイス(例えば、ディスプレイ)と通信する1つ又は複数のコンピューティングデバイスとすることができ、機械の操作員が測定された動作パラメータを確認し、かつ/又は機械制御システム112に命令を提供することを可能にする。 The internal network 110a can be a plant network that communicates with the machine control system 112. The machine control system 112 can be configured to provide commands to machines operating to control one or more operating parameters of the target 102. The internal network 110a can also communicate with other systems such as computing devices (not shown) running configuration software, human-machine interface (HMI) 114, and / or customer historians 116. The configuration software can be used to provide configuration information, such as a predetermined alarm state, to the monitoring system 106. The HMI 114 can be one or more computing devices that communicate with a user interface device (eg, a display), the operator of the machine confirms the measured operating parameters, and / or the machine control system 112. Allows you to provide instructions.

そのように構成されると、監視システム106は、標的102を含む機械の保護を容易にすることができる。一例として、警報ステータスの報知に応じて、測定された動作パラメータを変化させ、警報ステータスから抜け出すために、機械制御システム112を利用して、標的102の動作を(例えば、プログラムされた論理に従って自動的に、又はHMI114を使用して手動で)制御することができる。極端な状況下では、標的102を損傷から、及び/又は作業者を傷害から保護するために、機械制御システム112を使用して、機械の動作を停止させることができる。ヒストリアン116は、監視信号106s内に含まれるデータのいずれかを記憶することができる。 When configured as such, the surveillance system 106 can facilitate the protection of the machine, including the target 102. As an example, the mechanical control system 112 is utilized to change the measured operating parameters in response to an alarm status notification and to automatically perform the operation of the target 102 (eg, according to programmed logic) to get out of the alarm status. It can be controlled either manually or manually using the HMI 114. Under extreme circumstances, the machine control system 112 can be used to stop the operation of the machine in order to protect the target 102 from damage and / or the operator from damage. The historian 116 can store any of the data contained in the monitoring signal 106s.

外部ネットワーク110bは、診断システム120と通信するビジネスネットワークであり得る。診断システム120は、監視システム106から受信した監視信号108s内に含まれるデータのいずれかを分析して、標的102の不適切な動作を診断し、かつ/又は標的102の不適切な動作をその発生前に予測することができる。したがって、監視信号108sを外部ネットワーク110bに提供することによって、監視システム106は、標的102の状態監視を容易にすることができる。 The external network 110b can be a business network that communicates with the diagnostic system 120. The diagnostic system 120 analyzes any of the data contained in the monitoring signal 108s received from the monitoring system 106 to diagnose improper operation of the target 102 and / or improper operation of the target 102. It can be predicted before it occurs. Therefore, by providing the monitoring signal 108s to the external network 110b, the monitoring system 106 can facilitate the condition monitoring of the target 102.

監視システム106は、図1Bでより詳細に例示されている。図示のように、監視システム106はバックプレーン150を含んでおり、バックプレーン150は、それに連結された異なる構成要素間の通信を可能にするように構成することができる。構成要素は、測定処理回路152a、継電器出力回路154a、測定出力回路156a、構成及び診断回路160a、並びに対応するインターフェース回路152b、154b、156b、160bを含むことができる。インターフェース回路152b、154b、156b、160bは、それらの対応する回路152a、154a、156a、160aと双方向に通信するためのハードウェアインターフェースを提供することができる。個々の回路152a、154a、156a、160aは、バックプレーン150を横切って延在する受動的トレースから形成されたバス上で動作するプロトコルを使用して、選択された情報をバックプレーン150上で通信することができる。 The monitoring system 106 is illustrated in more detail in FIG. 1B. As shown, the surveillance system 106 includes a backplane 150, which can be configured to allow communication between different components connected to it. The components may include a measurement processing circuit 152a, a relay output circuit 154a, a measurement output circuit 156a, a configuration and diagnostic circuit 160a, and corresponding interface circuits 152b, 154b, 156b, 160b. Interface circuits 152b, 154b, 156b, 160b can provide a hardware interface for bidirectional communication with their corresponding circuits 152a, 154a, 156a, 160a. The individual circuits 152a, 154a, 156a, 160a communicate selected information on the backplane 150 using a protocol that operates on a bus formed from passive traces extending across the backplane 150. can do.

一態様では、測定処理回路152aは、インターフェース回路152bによって受信されたセンサ信号104sが測定処理回路152aに直接送信されるように、インターフェース回路152bに連結させることができる。すなわち、センサ信号104sは、バックプレーン150に送信されない。センサ信号104sは、出力ポート162を介して操作員によってアクセスされ得る。複数の測定処理回路152a及びインターフェース回路152bが、センサ信号104sの受信のために1対1で存在することができる。上述のように、測定処理回路152aは、受信したセンサ信号104s内に含まれる動作パラメータ測定値に対して1つ又は複数の値を決定するように構成することができる。測定処理回路152aはまた、決定された値、及び/又は拡張されたデータの測定された変数、を所定の警報状態とリアルタイムで比較し、標的102のステータスを決定することもできる。測定処理回路152aは、拡張されたデータの測定された変数、決定された値、及び決定されたステータスを表す信号をバックプレーン150に更に出力することができる。 In one aspect, the measurement processing circuit 152a can be connected to the interface circuit 152b so that the sensor signal 104s received by the interface circuit 152b is directly transmitted to the measurement processing circuit 152a. That is, the sensor signal 104s is not transmitted to the backplane 150. The sensor signal 104s can be accessed by the operator via the output port 162. A plurality of measurement processing circuits 152a and interface circuits 152b can exist one-to-one for receiving the sensor signal 104s. As described above, the measurement processing circuit 152a can be configured to determine one or more values with respect to the operation parameter measurement values included in the received sensor signal 104s. The measurement processing circuit 152a can also compare the determined value and / or the measured variable of the extended data with a predetermined alarm state in real time to determine the status of the target 102. The measurement processing circuit 152a can further output a signal representing the measured variable, the determined value, and the determined status of the expanded data to the backplane 150.

測定処理回路152aはまた、機械制御システム112への出力のためにプロセス変数(例えば、決定された値、拡張されたデータセットの測定された変数、報知された警報など)をフォーマットすることもできる。一例として、フォーマットは、約4mA〜約20mAの範囲の電流(4〜20とも称される)とすることができ、対応するスケールと比較して、決定された値及び/又は測定された変数に比例する。機械制御システム112は、標的102のプロセス制御のためにプロセス変数を利用することができる。 The measurement processing circuit 152a can also format process variables (eg, determined values, measured variables of the extended data set, alerted alarms, etc.) for output to the machine control system 112. .. As an example, the format can be a current in the range of about 4 mA to about 20 mA (also referred to as 4 to 20), to a determined value and / or a measured variable compared to the corresponding scale. Proportional. The machine control system 112 can utilize process variables for process control of the target 102.

測定処理回路152aによって決定されたステータスは、継電器処理回路154aによってバックプレーン150から取得することができる。継電器処理回路154aは、受信した警報ステータスに基づいて作動して警報を報知するようにプログラムされている継電器を含むことができる。一例では、継電器は、単一のステータスに基づいて作動することができる。別の例では、継電器は、2つ以上のステータスを組み合わせるブール式(例えば、AND又は投票(voting))に基づいて作動することができる。継電器処理回路154aはまた、標的102のプロセス制御のために、報知された警報を表す信号を機械制御システム112に直接出力することもできる。一例として、機械制御システム112は、警報報知を受信すると、標的102の動作を停止させることができる。報知された警報はまた、指標を提供するために、及び/又は機械制御システム112、HMI114、又はヒストリアン116のデジタル入力に入るために使用することもできる。 The status determined by the measurement processing circuit 152a can be obtained from the backplane 150 by the relay processing circuit 154a. The relay processing circuit 154a may include a relay that is programmed to operate and signal an alarm based on the received alarm status. In one example, a relay can operate based on a single status. In another example, the relay can operate on the basis of a Boolean expression (eg, AND or voting) that combines two or more stats. The relay processing circuit 154a can also output a signal representing the alerted alarm directly to the machine control system 112 for process control of the target 102. As an example, the machine control system 112 can stop the operation of the target 102 when it receives the alarm notification. The alerted alarm can also be used to provide an indicator and / or to enter the digital input of the machine control system 112, HMI 114, or Historian 116.

測定出力回路156aは、内部ネットワーク110aへの送信のために、決定された値、拡張されたデータの測定された変数、決定されたステータス、及び報知された警報などのデータをバックプレーン150から取得することができる。受信時に、取得されたデータは、ヒストリアン116によって記憶する、及び/又は操作員がHMI114を使用して確認することができる。 The measurement output circuit 156a acquires data such as determined values, measured variables of extended data, determined status, and alerted alarms from the backplane 150 for transmission to the internal network 110a. can do. Upon reception, the acquired data can be stored by the historian 116 and / or confirmed by the operator using the HMI 114.

構成及び診断回路160aは、内部ネットワーク110aから第1の構成コマンドを受信し、回路152a、154a、156a、160aによる使用のために、第1の構成コマンドをバックプレーン150に送信することができる。第1の構成コマンドは、測定処理回路152aがステータスを決定する際に使用する1つ又は複数の設定点を提供することができる。第1の構成コマンドはまた、論理命令を提供し、警報報知のために継電器出力回路154aによって使用されるステータスを識別することもできる。第1の構成コマンドは、測定出力回路156aによってバックプレーン150から取得され、内部ネットワーク110aに送信される、決定された値、拡張されたデータの測定された変数、決定されたステータス、及び/又は報知された警報などのデータを更に識別することができる。 The configuration and diagnostic circuit 160a can receive the first configuration command from the internal network 110a and send the first configuration command to the backplane 150 for use by the circuits 152a, 154a, 156a, 160a. The first configuration command can provide one or more set points used by the measurement processing circuit 152a to determine the status. The first configuration command can also provide a logical instruction to identify the status used by the relay output circuit 154a for alarm notification. The first configuration command is taken from the backplane 150 by the measurement output circuit 156a and sent to the internal network 110a, the determined values, the measured variables of the extended data, the determined status, and / or Data such as the notified alarm can be further identified.

構成及び診断回路160aはまた、内部ネットワーク110aから第2の構成コマンドを受信することもできる。第2の構成コマンドは、バックプレーン150から取得され、診断システム120による使用のために外部ネットワーク110bに送信される、決定された値、拡張されたデータの測定された変数、決定されたステータス、及び報知された警報などのデータを識別することができる。 The configuration and diagnostic circuit 160a can also receive a second configuration command from the internal network 110a. The second configuration command is the determined value, the measured variable of the extended data, the determined status, which is taken from the backplane 150 and sent to the external network 110b for use by the diagnostic system 120. And the data such as the notified alarm can be identified.

監視システム106は、多種多様な監視用途(例えば、異なる構成要素が監視される機械)に適用することができる。各用途は、異なる量の計算処理能力を必要とし得る。一例として、スラストを測定する低計数の保護監視システムの場合には、ごくわずかな処理能力が必要とされ得る。対照的に、大規模な蒸気及びガスの複合サイクル用途は、複数のセンサ及び関連する測定値を必要とし得る。可変速ギアボックスなど、更なる他の用途は、複雑な分析及び比較的大量の処理能力の使用を伴い得る。 The monitoring system 106 can be applied to a wide variety of monitoring applications (eg, machines in which different components are monitored). Each application may require different amounts of computational power. As an example, a low-count protection monitoring system that measures thrust may require very little processing power. In contrast, large vapor and gas composite cycle applications may require multiple sensors and associated measurements. Further other applications, such as variable speed gearboxes, can involve complex analysis and the use of relatively large amounts of processing power.

この可変の計算需要の問題に対処するために、測定監視システム106は、インターフェース回路152bが、指定された測定処理回路152aに1対1で連結されるように、構成することができる。このアーキテクチャは、所与のインターフェース回路152bによって受信されたセンサ信号104sが、受信されたセンサ信号104sの1つ又は複数の所望の分析を実行するように十分な計算能力で特に設計された測定処理回路152aとペアになることを確実にすることができる。監視システム106のコストを低減するために、測定処理回路152aのそれぞれによって保有される計算能力の量は、意図された用途にちょうど足りるだけであり得る。 To address this variable computational demand problem, the measurement and monitoring system 106 can be configured such that the interface circuit 152b is connected to the designated measurement processing circuit 152a on a one-to-one basis. This architecture is a measurement process specifically designed with sufficient computing power to allow the sensor signal 104s received by a given interface circuit 152b to perform one or more desired analyzes of the received sensor signal 104s. It can be ensured that it is paired with the circuit 152a. To reduce the cost of the monitoring system 106, the amount of computational power possessed by each of the measurement processing circuits 152a may be just sufficient for the intended use.

しかしながら、この設計アーキテクチャは、監視システム106の多くの異なる実装が開発され、それぞれが独自のアーキテクチャ及びツールを有するという結果をもたらし得る。また、既存の監視システム106は、調節された計算要件を満たすための柔軟性に欠けることがあり、結果として、監視デバイス106の別の実装を開発することが必要になり得るため、新しい用途は器具にとってより困難であり得る。これらの問題のいくつかは、ほとんどの用途に適合する十分な処理能力を有する比較的大きな監視デバイス106の実装を使用することによって対処することができるが、依然として、更により多くの処理能力を必要とする用途が存在し得る。更に、このような大型で計算能力の高いデバイスは、少量の計算能力のみを必要とする機械監視のために配備するには費用がかかりすぎる場合がある。 However, this design architecture can result in the development of many different implementations of the monitoring system 106, each with its own architecture and tools. Also, the existing surveillance system 106 may lack the flexibility to meet the adjusted computational requirements, and as a result, it may be necessary to develop another implementation of the surveillance device 106, resulting in new applications. It can be more difficult for the instrument. Some of these issues can be addressed by using a relatively large implementation of monitoring device 106 with sufficient processing power for most applications, but still require even more processing power. There may be uses for this. Moreover, such large, computationally powerful devices can be too expensive to deploy for machine monitoring, which requires only a small amount of computing power.

これらの制限のうちの1つ又は複数は、本開示の柔軟な監視システムの実施形態によって対処することができる。図2Aは、柔軟な監視システム202を含む動作環境200の例示的な実施形態を示す。動作環境200は、監視システム106が柔軟な監視システム202と置き換えられていることを除いて、動作環境100と同様であり得る。柔軟な監視システム202は、バックプレーン206を含むベース204と、1つ又は複数の回路210とを含むことができる。バックプレーン206は、2つ以上の回路210と通信可能に連結するように構成され、それに連結された少なくとも1つの回路210からデータを受信することができる。本明細書で論じられるように、バックプレーン206に送信されるデータは、監視データと呼ばれることがある。一態様では、監視データは、標的102の測定された動作パラメータ及び拡張されたデータセットの測定された変数など、センサ信号104s内に含まれる情報を含むことができる。監視データはまた、標的102の測定された動作パラメータ及び/又は拡張されたデータセットの測定された変数に基づいて決定される任意の値、ステータス、及び/又は報知された警報を含むこともできる。バックプレーン206に連結された回路210は、バックプレーン206から監視データを取得することができる。特定の実施形態では、バックプレーン206は受動的であり得る。受動的バックプレーンは、コンピューティング機能を実行する論理回路を実質的に含まないか、又は全く含まなくてよい。所望の調停論理は、受動的バックプレーンに差し込まれるか、又は他の方法で通信可能に連結される、ドーターカード(例えば、回路210のうちの1つ又は複数)上に配置することができる。 One or more of these limitations can be addressed by embodiments of the flexible monitoring system of the present disclosure. FIG. 2A shows an exemplary embodiment of operating environment 200 including the flexible monitoring system 202. The operating environment 200 can be similar to the operating environment 100, except that the monitoring system 106 has been replaced by the flexible monitoring system 202. The flexible monitoring system 202 may include a base 204 including a backplane 206 and one or more circuits 210. The backplane 206 is configured to be communicably connected to two or more circuits 210, and data can be received from at least one circuit 210 connected to the backplane 206. As discussed herein, the data transmitted to the backplane 206 is sometimes referred to as monitoring data. In one aspect, the monitoring data can include information contained within the sensor signal 104s, such as the measured operating parameters of the target 102 and the measured variables of the extended dataset. Monitoring data can also include arbitrary values, statuses, and / or alerts that are determined based on the measured operating parameters of target 102 and / or the measured variables of the extended dataset. .. The circuit 210 connected to the backplane 206 can acquire monitoring data from the backplane 206. In certain embodiments, the backplane 206 can be passive. The passive backplane may or may not contain virtually no logic circuits that perform computing functions. The desired arbitration logic can be placed on a daughter card (eg, one or more of circuits 210) that is plugged into a passive backplane or otherwise communicably linked.

監視システム106の回路152a、154a、156a、160aとは対照的に、回路210は、柔軟な監視システム202の異なる所定の機能を実行するようにプログラム可能である共通アーキテクチャを用いて設計することができる。回路210のうちの1つ又は複数によって受信されたセンサ信号104sは、バックプレーン206に送信することができ、センサ信号104sによって表される監視データは、任意の回路210によってアクセスすることができる。この均一なアーキテクチャは、柔軟な監視システム202の配備される実装の数を減らし、柔軟な監視システム202の異なる実装の間での監視回路210の共有を可能にすることができ、これらの実装のそれぞれは、メンテナンスコスト及びシステムコストを低減することができる。また、同じ外観及び感触が、柔軟な監視システム202の全ての実装にわたって維持され得、これにより、動作及び保守時の混乱が低減し得る。 In contrast to the circuits 152a, 154a, 156a, 160a of the monitoring system 106, the circuit 210 can be designed using a common architecture that is programmable to perform different predetermined functions of the flexible monitoring system 202. can. The sensor signal 104s received by one or more of the circuits 210 can be transmitted to the backplane 206, and the monitoring data represented by the sensor signal 104s can be accessed by any circuit 210. This uniform architecture can reduce the number of deployed implementations of the flexible monitoring system 202 and allow sharing of the monitoring circuit 210 between different implementations of the flexible monitoring system 202, of these implementations. Each can reduce maintenance costs and system costs. Also, the same look and feel can be maintained across all implementations of the flexible monitoring system 202, which can reduce operational and maintenance confusion.

更に、柔軟な監視システム202は、それぞれのベース204の間に共通バックプレーン206’(例えば、論理バックプレーン)を確立する方法で通信可能に連結されている複数のベース204を含むことができる。この共通バックプレーン206’は、各ベース204の個々のバックプレーン206から形成することができる。したがって、各監視回路210は、共通バックプレーン206’に沿って通信することができ、それが物理的に連結されているバックプレーン206にデータを送信すること及び/又はそれからデータを受信することに限定されない。 Further, the flexible monitoring system 202 may include a plurality of bases 204 communicably linked in a manner that establishes a common backplane 206'(eg, a logical backplane) between the respective bases 204. This common backplane 206'can be formed from the individual backplanes 206 of each base 204. Therefore, each monitoring circuit 210 can communicate along the common backplane 206'to transmit and / or receive data to and / or receive data to the backplane 206 to which it is physically connected. Not limited.

追加的に、後述するように、本明細書で処理回路と呼ばれる、柔軟な監視システム202の計算ユニットは、センサ信号104sを受信する入力回路から分離することができる。その結果、バックプレーン206に連結される処理回路の数は、バックプレーン206に連結された入力回路の数から独立することができる。異なるベース204にわたって通信する監視回路210の能力は、柔軟な監視システム202の異なる実装の間で監視回路210を共有する能力と組み合わさって、利用可能な処理能力の量を受信されたセンサ信号104sとは無関係に調節するために処理回路が追加又は取り外されることを可能にし得る。 Additionally, as described below, the computational unit of the flexible monitoring system 202, referred to herein as the processing circuit, can be separated from the input circuit that receives the sensor signal 104s. As a result, the number of processing circuits connected to the backplane 206 can be independent of the number of input circuits connected to the backplane 206. The ability of the monitoring circuit 210 to communicate over different bases 204, combined with the ability to share the monitoring circuit 210 between different implementations of the flexible monitoring system 202, combined with the ability to share the amount of processing power available, the sensor signals 104s received. It may be possible to add or remove processing circuits to adjust independently of.

特定の実施形態では、柔軟な監視システム202の回路210は、監視システム106の回路152a、154a、156a、160aと同様の少なくとも機能性を提供するように構成することができる。回路210の例示的な実施形態を図2A〜図3に示し、以下に詳細に説明する。一例として、回路210は、入力回路210i、処理回路210p、出力回路210o、及びインフラストラクチャ回路210nを含むことができる。しかしながら、回路210が、他の機能を実行するようにプログラムされ得ることは理解することができる。回路210の更なる考察はまた、「Gated Asynchronous Multipoint Network Interface Monitoring System」と題された米国特許出願第15/947,716号にも見出すことができ、その全体が参照により組み込まれる。したがって、柔軟な監視システム202は、センサ信号104sを受信し、監視信号206s、208sを内部及び外部ネットワーク110a、110bにそれぞれ出力するように構成することができる。以下に詳述するように、柔軟な監視システム202の更なる実施形態は、機械制御システム112のセキュリティを損なうことなく、内部及び外部ネットワーク110a、110bからコマンド信号209s、211sをそれぞれ受信することができる。その結果、柔軟な監視システム202は、改善された柔軟性及び機能性を提供すると同時に、監視システム106の既存の配備に対する好適な代替品であり得る。 In certain embodiments, the circuit 210 of the flexible monitoring system 202 can be configured to provide at least functionality similar to the circuits 152a, 154a, 156a, 160a of the monitoring system 106. An exemplary embodiment of the circuit 210 is shown in FIGS. 2A-3 and will be described in detail below. As an example, the circuit 210 can include an input circuit 210i, a processing circuit 210p, an output circuit 210o, and an infrastructure circuit 210n. However, it is understandable that circuit 210 can be programmed to perform other functions. Further discussion of circuit 210 can also be found in US Patent Application No. 15 / 947,716 entitled "Gated Synchronous Multipoint Network Interface Monitoring System", which is incorporated by reference in its entirety. Therefore, the flexible monitoring system 202 can be configured to receive the sensor signals 104s and output the monitoring signals 206s and 208s to the internal and external networks 110a and 110b, respectively. As described in detail below, a further embodiment of the flexible monitoring system 202 can receive command signals 209s, 211s from the internal and external networks 110a, 110b, respectively, without compromising the security of the machine control system 112. can. As a result, the flexible monitoring system 202 may provide improved flexibility and functionality, while at the same time being a suitable alternative to the existing deployment of the monitoring system 106.

このアーキテクチャにより、回路210は、1つ又は複数のバックプレーン206上において様々な方法で組み合わされて、柔軟な監視システム202の異なる実装を形成することができる。柔軟な監視システム202の所与の実装に含まれるベース204、入力回路210i、処理回路210p、出力回路210o、及びインフラストラクチャ回路210nの数もまた、互いに独立して変化することができる。いくつかの実装では、柔軟な監視システム202は、信号入力、信号出力、保護監視、状態監視、及びこれらの組み合わせを提供するように構成された回路210を含む、単一のベース204の形態であり得る。他の実装では、柔軟な監視システム202は、少なくとも2つのベース204の形態であり得、信号入力、信号出力、保護監視、及び状態監視の任意の組み合わせを実行するように構成された回路210が、この少なくとも2つのベース204の間で分散され得る。このように、柔軟な監視システム202の入力、処理、及び出力能力、並びに柔軟な監視システム202の異なる回路210の物理的位置は、特定の監視用途に合わせて調整され得る。 This architecture allows the circuits 210 to be combined in various ways on one or more backplanes 206 to form different implementations of the flexible monitoring system 202. The number of bases 204, input circuits 210i, processing circuits 210p, output circuits 210o, and infrastructure circuits 210n included in a given implementation of the flexible monitoring system 202 can also vary independently of each other. In some implementations, the flexible monitoring system 202 is in the form of a single base 204, including circuit 210 configured to provide signal input, signal output, protection monitoring, condition monitoring, and combinations thereof. possible. In other implementations, the flexible monitoring system 202 may be in the form of at least two bases 204, with circuit 210 configured to perform any combination of signal input, signal output, protection monitoring, and condition monitoring. , Can be distributed between these at least two bases 204. Thus, the input, processing, and output capabilities of the flexible monitoring system 202, as well as the physical location of the different circuits 210 of the flexible monitoring system 202, can be adjusted for a particular monitoring application.

更に、柔軟な監視システム202の実装は、意図された監視用途が変化する場合、所与のベース204に連結された回路210を修正するために、初期配備された後に修正され得る。それらの共通アーキテクチャを考慮すると、回路210が、収容能力を有するベース204に容易に追加されて、新しい回路210に連結することができる。あるいは、1つ又は複数の新しいベース204が、既存のベース204に通信可能に連結されてもよく、それにより、1つ又は複数の新しい回路210が、新しいベース204のそれぞれのバックプレーン206に連結されることが可能になり、柔軟な監視システム202の監視能力を拡張することができる。場合によっては、柔軟な監視システム202の1つのベース204から取り外された回路210は、予備部品として保管するか、又は柔軟な監視システム202の同じ若しくは異なる実装の別のベース204に再配備することができ、これは、有益であり得る。 Further, the implementation of the flexible monitoring system 202 can be modified after initial deployment to modify the circuit 210 coupled to a given base 204 if the intended monitoring application changes. Given their common architecture, the circuit 210 can be easily added to the accommodating base 204 and coupled to the new circuit 210. Alternatively, one or more new bases 204 may be communicably coupled to the existing base 204, thereby connecting one or more new circuits 210 to their respective backplanes 206 of the new base 204. The monitoring capability of the flexible monitoring system 202 can be expanded. In some cases, the circuit 210 removed from one base 204 of the flexible monitoring system 202 may be stored as a spare part or redeployed to another base 204 of the same or different implementation of the flexible monitoring system 202. This can be beneficial.

特定の実施形態では、入力回路210iは、センサ信号104sを受信し、センサ信号104s上で信号状態調節を行い、状態調節されたセンサ信号104sをバックプレーン206に出力するように、構成することができる。図1A〜図1Bの監視システム106とは対照的に、入力回路210iは、処理回路210pから分離させることができ、それにより、柔軟な監視システム202の入力回路210iの数は、処理回路210pの数とは無関係に変化させることが可能である。 In a particular embodiment, the input circuit 210i may be configured to receive the sensor signal 104s, adjust the signal state on the sensor signal 104s, and output the state-adjusted sensor signal 104s to the backplane 206. can. In contrast to the monitoring system 106 of FIGS. 1A-1B, the input circuit 210i can be separated from the processing circuit 210p so that the number of input circuits 210i of the flexible monitoring system 202 is that of the processing circuit 210p. It can be changed regardless of the number.

センサ信号104sは、様々な異なるタイプのセンサ104から受信することができる。センサタイプの例としては、振動センサ、温度センサ(例えば、抵抗温度検出器又はRTD)、位置センサ、及び圧力センサが挙げられ得るが、これらに限定されない。とりわけ、いくつかの実施形態では、バックプレーン206/共通バックプレーン206’にセンサ信号104sを送信する入力回路210iの能力は、入力回路210iを任意の特定の処理回路210pから分離させることができ、処理回路210pのうちの任意の1つ又は複数が、任意の測定された動作パラメータに関して分析を実行することを可能にする。 The sensor signal 104s can be received from various different types of sensors 104. Examples of sensor types may include, but are not limited to, vibration sensors, temperature sensors (eg, resistance temperature detectors or RTDs), position sensors, and pressure sensors. In particular, in some embodiments, the ability of the input circuit 210i to transmit the sensor signal 104s to the backplane 206 / common backplane 206'can separate the input circuit 210i from any particular processing circuit 210p. Any one or more of the processing circuits 210p allows the analysis to be performed on any measured operating parameter.

柔軟な監視システム202の実施形態は、1つ又は複数の入力回路210iを含むことができる。図2Aに示すように、柔軟な監視システム202は、2つの入力回路210iを含む。入力回路210iのそれぞれは、対応するセンサ信号104s(例えば、第1のセンサによって取得される)の受信のために、それぞれのセンサ104と通信することができる。一例として、一方のセンサ信号104sは、第1の機械構成要素の第1の動作パラメータの測定値を含む第1の監視データを表すことができる。他方のセンサ信号104sは、第2の機械構成要素の第2の動作パラメータの測定値(例えば、第1のセンサとは異なる、第2のセンサによって取得される)を含む第2の監視データを表すことができる。特定の実施形態では、第1及び第2の機械構成要素は、同じであってもよい(例えば、標的102)。他の実施形態では、第1及び第2の機械構成要素は、異なっていてもよい(例えば、標的102及び異なる標的[図示せず])。同様に、いくつかの実施形態では、第1及び第2の動作パラメータは、同じ動作パラメータであってもよい。一態様では、この構成は、センサ104のうちの1つが故障した場合の冗長性を提供することができる。別の態様では、この構成は、所望の測定値(例えば、シャフト回転速度)が、時間(位相)において協調された2つのセンサ測定値から導出される場合に、利用することができる。追加の実施形態では、第1及び第2の動作パラメータは、異なっていてもよい。2つの入力回路210iが例示され、説明されてきたが、監視システムの他の実施形態は、より多い又はより少ない入力回路を含むことができる。 An embodiment of the flexible monitoring system 202 may include one or more input circuits 210i. As shown in FIG. 2A, the flexible monitoring system 202 includes two input circuits 210i. Each of the input circuits 210i can communicate with the respective sensor 104 for reception of the corresponding sensor signal 104s (eg, acquired by the first sensor). As an example, one sensor signal 104s can represent first monitoring data including measurements of first operating parameters of the first mechanical component. The other sensor signal 104s contains second monitoring data including measurements of second operating parameters of the second mechanical component (eg, different from the first sensor, acquired by the second sensor). Can be represented. In certain embodiments, the first and second mechanical components may be the same (eg, target 102). In other embodiments, the first and second mechanical components may be different (eg, target 102 and different targets [not shown]). Similarly, in some embodiments, the first and second operating parameters may be the same operating parameters. In one aspect, this configuration can provide redundancy in the event of failure of one of the sensors 104. In another aspect, this configuration can be utilized when the desired measurement (eg, shaft speed) is derived from two sensor measurements coordinated in time (phase). In additional embodiments, the first and second operating parameters may be different. Although two input circuits 210i have been exemplified and described, other embodiments of the surveillance system can include more or less input circuits.

異なるタイプのセンサ104は、異なるフォーマットでセンサ信号104sを生成することができ、入力回路210iは、異なるセンサ信号104sに適した信号状態調節を実行してから、状態調節されたセンサ信号をバックプレーン206に送信するように、プログラムすることができる。一例として、位置センサから受信されるセンサ信号104sは、位置入力回路250によって受信することができる。振動センサから受信されるセンサ信号104sは、振動入力回路252によって受信することができる。温度センサから受信されるセンサ信号104sは、温度入力回路254によって受信することができる。圧力センサから受信されるセンサ信号104sは、圧力入力回路256によって受信することができる。 Different types of sensors 104 can generate sensor signals 104s in different formats, and the input circuit 210i performs signal state adjustments suitable for the different sensor signals 104s and then backplanes the state adjusted sensor signals. It can be programmed to send to 206. As an example, the sensor signal 104s received from the position sensor can be received by the position input circuit 250. The sensor signal 104s received from the vibration sensor can be received by the vibration input circuit 252. The sensor signal 104s received from the temperature sensor can be received by the temperature input circuit 254. The sensor signal 104s received from the pressure sensor can be received by the pressure input circuit 256.

他の実施形態では、入力回路210iは、個別接点回路260の形態であり得る。個別接点回路260は、外部スイッチ又は継電器によって閉じることができる一対の接点を含むことができる。一対の接点は、機械制御システム112によって、又は機械制御システム112の操作員がスイッチを閉じることによって、閉じることができる。個別接点回路260は、柔軟な監視システム202の挙動を変化させるために使用することができる。挙動変化の例としては、機械動作の異なるモード、柔軟な監視システム202に警報決定を抑止させること、及び警報ステートをリセットすることが挙げられ得るが、これらに限定されない。 In another embodiment, the input circuit 210i may be in the form of an individual contact circuit 260. The individual contact circuit 260 may include a pair of contacts that can be closed by an external switch or relay. The pair of contacts can be closed by the machine control system 112 or by the operator of the machine control system 112 closing the switch. The individual contact circuit 260 can be used to change the behavior of the flexible monitoring system 202. Examples of behavioral changes may include, but are not limited to, different modes of machine operation, having the flexible monitoring system 202 suppress alarm decisions, and resetting the alarm state.

監視システム106は、個別接点を含むことができるが、特異性を欠くことがある。一例として、測定システム106内の個別接点を閉じることによってもたらされる変化は、測定システム106によって生成される全ての警報にもたらされ得る。対照的に、柔軟な監視システム202の個別接点回路260は、保護処理回路264から分離されているため、個別接点回路260は、選択された警報決定のみをもたらし、かつ/又は警報ステート、若しくは影響をリセットするように、構成することができる。 The monitoring system 106 can include individual contacts, but may lack specificity. As an example, the changes brought about by closing the individual contacts in the measuring system 106 can be brought to all alarms generated by the measuring system 106. In contrast, the individual contact circuit 260 of the flexible monitoring system 202 is separated from the protection processing circuit 264, so that the individual contact circuit 260 results only in selected alarm decisions and / or alarm states, or effects. Can be configured to reset.

更なる実施形態では、入力回路210iは、デジタルデータストリーム入力回路262の形態であり得る。一例として、デジタルデータストリーム入力回路262は、(例えば、センサ104からの)アナログデータストリームとは対照的に、センサ104、機械制御システム112、及び/又は信頼できる第三者システムからデジタルデータストリームを受信するように構成することができる。 In a further embodiment, the input circuit 210i may be in the form of a digital data stream input circuit 262. As an example, a digital data stream input circuit 262 draws a digital data stream from a sensor 104, a mechanical control system 112, and / or a reliable third party system, as opposed to an analog data stream (eg, from a sensor 104). It can be configured to receive.

処理回路210pは、バックプレーン206から任意のデータを取得し、取得された動作パラメータを分析し、そのような分析の結果を出力するように、構成することができる。特定の実施形態では、処理回路210pは、保護機能を実行するように構成することができ、本明細書において保護処理回路264と呼ばれ得る。他の実施形態では、処理回路210pは、診断及び/又は予測機能(例えば、状態監視)を実行するために、選択されたデータをバックプレーン206から取得し、取得された情報を診断システム120に送信するように構成することができ、本明細書において状態処理回路266と呼ばれ得る。 The processing circuit 210p can be configured to acquire arbitrary data from the backplane 206, analyze the acquired operating parameters, and output the results of such analysis. In certain embodiments, the processing circuit 210p can be configured to perform a protective function and may be referred to herein as protection processing circuit 264. In another embodiment, the processing circuit 210p acquires selected data from the backplane 206 and transfers the acquired information to the diagnostic system 120 in order to perform diagnostic and / or predictive functions (eg, condition monitoring). It can be configured to transmit and may be referred to herein as a state processing circuit 266.

柔軟な監視システム202の所与の実装に含まれる処理回路210p及び入力回路210iの数は、互いに独立して変化することができる。特定の実施形態では、処理回路210pは、保護監視及び/又は状態監視のために利用可能なコンピューティングリソースの量を調整するために、バックプレーン206に追加するか、又はバックプレーンから取り外すことができる。他の実施形態では、所与の処理回路210pは、より大きい又はより小さいコンピューティング電力を有する別の処理回路210pによって置き換えることができる。 The number of processing circuits 210p and input circuits 210i included in a given implementation of the flexible monitoring system 202 can vary independently of each other. In certain embodiments, the processing circuit 210p may be added to or removed from the backplane 206 to adjust the amount of computing resources available for protection monitoring and / or condition monitoring. can. In other embodiments, a given processing circuit 210p can be replaced by another processing circuit 210p having greater or less computing power.

これらのシナリオのいずれも、特定の状況下で有益であり得、所与の用途に合わせて調整することができる、及び/又は必要に応じて修正することができる、柔軟な監視システム202に、計算の柔軟性を提供することができる。一例では、比較的低い重要性を有する機械は、より高いコスト圧力及びより低い処理要件を有し得る。この状況では、柔軟な監視システム202の実装は、コストに合わせて調整された処理リソースを有する処理回路210pを含むことができる。別の例では、特定の監視用途が、高い処理要件を必要とする場合がある(例えば、測定されたパラメータを特徴付ける値を決定するために、監視データの出力のために、など)。この状況では、柔軟な監視システム202の実装は、処理リソースに合わせて調整された処理リソースを有する処理回路210pを含むことができる。したがって、柔軟な監視システム202のアーキテクチャは、意図される監視用途の優先度に応じて異なるユースケースに適応することを可能にし得る。 In a flexible monitoring system 202, any of these scenarios can be beneficial under certain circumstances, can be tailored to a given application, and / or modified as needed. It can provide computational flexibility. In one example, machines of relatively low importance may have higher cost pressures and lower processing requirements. In this situation, the implementation of the flexible monitoring system 202 can include a processing circuit 210p with processing resources tuned for cost. In another example, a particular monitoring application may require high processing requirements (eg, for the output of monitoring data to determine the values that characterize the measured parameters). In this situation, the implementation of the flexible monitoring system 202 can include a processing circuit 210p with processing resources tailored to the processing resources. Therefore, the architecture of the flexible monitoring system 202 may be able to adapt to different use cases depending on the priority of the intended monitoring application.

保護処理回路264及び状態処理回路266は、異なる機能性を参照して以下に論じられる。しかしながら、保護処理回路264は、状態処理回路266の任意の機能を実行するようにプログラムすることができる。状態処理回路266は、データをバックプレーン206に送信すること及びローカルストレージを提供することを除いて、保護処理回路264の機能を実行するようにプログラムすることができる。状態処理回路266がデータをバックプレーン206に送信することを抑止する能力は、不正侵入を抑止し、内部ネットワーク110a及び機械制御システム112の保護を容易にすることができる。 The protection processing circuit 264 and the state processing circuit 266 are discussed below with reference to different functionality. However, the protection processing circuit 264 can be programmed to perform any function of the state processing circuit 266. The state processing circuit 266 can be programmed to perform the functions of the protection processing circuit 264, except that it sends data to the backplane 206 and provides local storage. The ability of the state processing circuit 266 to deter transmission of data to the backplane 206 can deter unauthorized intrusion and facilitate the protection of the internal network 110a and the machine control system 112.

保護処理回路264は、保護コマンドの受信に応じてバックプレーン206から、選択された監視データを取得するように構成することができる。一例として、1つ又は複数の保護コマンドが、内部ネットワーク110aから(例えば、機械制御システム112の操作員から)受信した保護コマンド信号209sの形態で保護処理回路264に送信され得る。選択された監視データは、バックプレーン206に送信された監視データの少なくとも一部分を含むことができる。バックプレーンに送信された監視データは、入力回路210i又は別の保護処理回路264から受信することができる。保護処理回路264はまた、選択された監視データを特徴付ける値を決定し、決定された値を追加の監視データとしてバックプレーン206に送信するように、構成することもできる。 The protection processing circuit 264 can be configured to acquire selected monitoring data from the backplane 206 in response to receiving a protection command. As an example, one or more protection commands may be transmitted to the protection processing circuit 264 in the form of protection command signals 209s received from the internal network 110a (eg, from an operator of the machine control system 112). The selected monitoring data can include at least a portion of the monitoring data transmitted to the backplane 206. The monitoring data transmitted to the backplane can be received from the input circuit 210i or another protection processing circuit 264. The protection processing circuit 264 can also be configured to determine a value that characterizes the selected monitoring data and transmit the determined value as additional monitoring data to the backplane 206.

保護処理回路264は、決定された値、バックプレーン206から(例えば、別の保護処理回路264から)取得された別の決定された値、及びこれらの組み合わせと、1つ又は複数の所定の設定点との比較に基づいて、選択された監視データのステータスを決定するように構成することができる。所定の設定点は、それぞれの警報状態(例えば、警戒状態、危険状態など)に対応し得る。上記の例を続けると、決定された値が径方向振動の振幅である場合、1つ又は複数の設定点は、警戒設定点、警戒設定点を超える危険設定点、及びこれらの組み合わせを含むことができる。特定の実施形態では、単一の設定点を採用することができる。警戒及び危険設定点の使用を仮定すると、径方向振動振幅値が警戒設定点未満である場合、径方向振動振幅のステータスは「OK」として決定することができる。径方向振動振幅値が警戒設定点以上である場合、径方向振動振幅のステータスは「警戒」として決定することができる。径方向振動振幅値が危険設定点を超えている場合、動作パラメータのステータスは「危険」として決定することができる。このようにして、選択された監視データのステータスが決定された後、保護処理回路264は、決定されたステータスをバックプレーン206に送信することができる。 The protection processing circuit 264 comprises a determined value, another determined value obtained from the backplane 206 (eg, from another protection processing circuit 264), and a combination thereof, and one or more predetermined settings. It can be configured to determine the status of selected monitoring data based on comparison with points. A predetermined setting point may correspond to each alarm state (for example, alert state, dangerous state, etc.). Continuing with the above example, if the determined value is the amplitude of radial vibration, one or more set points shall include alert set points, danger set points beyond alert set points, and combinations thereof. Can be done. In certain embodiments, a single setpoint can be adopted. Assuming the use of the alert and danger set points, the radial vibration amplitude status can be determined as "OK" if the radial vibration amplitude value is less than the alert set point. When the radial vibration amplitude value is equal to or higher than the warning set point, the status of the radial vibration amplitude can be determined as "warning". If the radial vibration amplitude value exceeds the danger set point, the status of the operating parameter can be determined as "danger". In this way, after the status of the selected monitoring data has been determined, the protection processing circuit 264 can transmit the determined status to the backplane 206.

柔軟な監視システム202内に存在する保護処理回路264の数は、入力回路210iとは独立して変化することができる。特定の実施形態では、保護処理回路264は、柔軟な監視システム202に利用可能なコンピューティングリソースを増加させるために追加することができる。他の実施形態では、保護処理回路264は、柔軟な監視システム202に利用可能なコンピューティングリソースを減少させるために取り外す又は交換することができる。それぞれは、特定の状況下で有益であり得、柔軟な監視システム202に計算の柔軟性を提供することができる。 The number of protection processing circuits 264 present in the flexible monitoring system 202 can vary independently of the input circuit 210i. In certain embodiments, protection processing circuits 264 can be added to increase the computing resources available to the flexible monitoring system 202. In other embodiments, the protection processing circuit 264 can be removed or replaced to reduce the computing resources available to the flexible monitoring system 202. Each can be beneficial under certain circumstances and can provide computational flexibility to the flexible monitoring system 202.

状態処理回路266は、選択された監視データをバックプレーン206から取得することと、診断システム120による使用のために、取得された監視データを外部ネットワーク110bに提供することと、を行うように構成することができる。特定の実施形態では、選択された監視データは、状態調節コマンドの受信に応じて状態処理回路266によって取得され得る。一例として、1つ又は複数の状態調節コマンドが、外部ネットワーク110bから受信することができる状態調節コマンド信号211sの形態で、状態処理回路266に送信され得る(例えば、診断システム120の操作員から)。一方、診断システム120は、取得された監視データを利用して、ステータス及び/又は警報状態の原因を判定することができる。代替的に又は追加的に、診断システム120はまた、取得された監視データを用いて、ステータス及び/又は警報状態の発生をそれらが発生する前に予測することもできる。更なる実施形態では、診断システム120は、取得された監視データを後続の分析のために記憶することができる。追加の実施形態では、診断システム120は、取得された監視データを分析のために別のコンピューティングデバイスに送信することができる。 The state processing circuit 266 is configured to acquire the selected monitoring data from the backplane 206 and to provide the acquired monitoring data to the external network 110b for use by the diagnostic system 120. can do. In certain embodiments, the selected monitoring data may be acquired by the state processing circuit 266 in response to receiving a state adjustment command. As an example, one or more state control commands may be transmitted to the state processing circuit 266 in the form of state control command signals 211s that can be received from the external network 110b (eg, from an operator of diagnostic system 120). .. On the other hand, the diagnostic system 120 can determine the cause of the status and / or the alarm state by using the acquired monitoring data. Alternatively or additionally, the diagnostic system 120 can also use the acquired monitoring data to predict the occurrence of status and / or alarm conditions before they occur. In a further embodiment, the diagnostic system 120 can store the acquired monitoring data for subsequent analysis. In an additional embodiment, the diagnostic system 120 can transmit the acquired monitoring data to another computing device for analysis.

更なる実施形態では、状態処理回路266は、所定のステータスの検出に基づいて、選択された監視データをバックプレーン206から取得することができる。一例として、状態処理回路266は、保護処理回路264によって生成されたステータスを取得し、確認して、所定のステータスに一致するステータスを識別することができる。識別されたステータスはまた、ステータスが決定された時間を特徴付けるステータス時間を含むこともできる。一致の識別時、状態処理回路266は、ステータス時間より前及び/又は後の持続時間の所定のステータスに対応する動作パラメータ測定値を含む、選択された監視データを取得することができる。このようにして、診断システム120は、ステータスの原因を判定することに関連する動作パラメータ情報が提供され得る。所定のステータス及び選択された監視データは、1つ又は複数の状態調節コマンド内に含まれ得る。 In a further embodiment, the state processing circuit 266 can acquire selected monitoring data from the backplane 206 based on the detection of a predetermined status. As an example, the state processing circuit 266 can acquire and confirm the status generated by the protection processing circuit 264 to identify a status that matches a predetermined status. The identified status can also include a status time that characterizes the time the status was determined. Upon identification of a match, the state processing circuit 266 can acquire selected monitoring data, including operational parameter measurements corresponding to a given status of duration before and / or after the status time. In this way, the diagnostic system 120 may be provided with operational parameter information related to determining the cause of the status. The given status and selected monitoring data may be contained within one or more state adjustment commands.

柔軟な監視システム202内に存在する状態処理回路266の数は、入力回路210iの数とは独立して変化することができる。特定の実施形態では、状態処理回路266は、監視データを出力する柔軟な監視システム202の能力を高めるために追加することができる。一例として、2つ以上の状態処理回路266が、柔軟な監視システム202内に存在する場合、それぞれに、異なる測定された動作パラメータの出力を課すことができる。別の例では、2つ以上の状態処理回路266が、冗長性を提供するために、同じ測定された動作パラメータを出力することができる。それぞれは、特定の状況下で有益であり得、柔軟な監視システム202に計算の柔軟性を提供することができる。更なる例では、状態処理回路266は、標準動作を妨げることなくカスタム分析を実装するために(例えば、新しい分析をベータテストするときに)追加することができる。 The number of state processing circuits 266 present in the flexible monitoring system 202 can vary independently of the number of input circuits 210i. In certain embodiments, the state processing circuit 266 can be added to enhance the ability of the flexible monitoring system 202 to output monitoring data. As an example, if two or more state processing circuits 266 are present in the flexible monitoring system 202, they can each be charged with different measured output of operating parameters. In another example, two or more state processing circuits 266 can output the same measured operating parameters to provide redundancy. Each can be beneficial under certain circumstances and can provide computational flexibility to the flexible monitoring system 202. In a further example, the state processing circuit 266 can be added to implement a custom analysis (eg, when beta testing a new analysis) without interfering with standard operation.

出力回路210oは、出力コマンド(例えば、内部ネットワーク110aから受信した1つ又は複数の保護コマンド信号209sに含まれる)の受信に応じて、バックプレーン206上に含まれる任意の監視データを取得するように構成することができる。出力回路210oは、監視信号206sの形態で、取得された監視データを内部ネットワーク110aに更に出力することができる。出力回路210oによって取得される監視データの例としては、動作パラメータ測定値、決定された値、拡張されたデータセットの変数、ステータス、及び警報が挙げられ得るが、これらに限定されない。 The output circuit 210o is to acquire arbitrary monitoring data contained on the backplane 206 in response to receiving an output command (for example, included in one or more protection command signals 209s received from the internal network 110a). Can be configured in. The output circuit 210o can further output the acquired monitoring data to the internal network 110a in the form of the monitoring signal 206s. Examples of monitoring data acquired by the output circuit 210o may include, but are not limited to, operating parameter measurements, determined values, variables in the extended dataset, status, and alarms.

一態様では、出力回路210oは、比例出力回路270の形態であり得る。比例出力回路270は、プロセス制御信号300の形態で監視信号206sを出力するように構成することができる。プロセス制御信号300sは、所定のスケールと比較して、直接測定値又は拡張されたデータセットの変数など、プロセス変数に比例し得る。一例として、電流出力が、4〜20mAの出力であり得る。プロセス制御信号300sは、標的102の動作パラメータの制御を容易にするために、直接又は内部ネットワーク110a経由のいずれかで、機械制御システム112に提供され得る。プロセス制御信号300に含まれるプロセス変数は、保護コマンド信号209sによって指定することができる。 In one aspect, the output circuit 210o may be in the form of a proportional output circuit 270. The proportional output circuit 270 can be configured to output the monitoring signal 206s in the form of the process control signal 300. The process control signal 300s may be proportional to the process variables, such as direct measurements or variables in the extended dataset, as compared to a given scale. As an example, the current output can be an output of 4 to 20 mA. The process control signal 300s may be provided to the machine control system 112 either directly or via the internal network 110a to facilitate control of the operating parameters of the target 102. The process variables included in the process control signal 300 can be specified by the protection command signal 209s.

更なる実施形態では、出力回路210oは、選択されたステータスデータをバックプレーン206から取得することと、受信された警報ステータスに基づいて作動して警報を報知することと、を行うように構成された、1つ又は複数の継電器回路272の形態であり得る。報知された警報は、警報信号302sの形態で出力され得る。一例では、継電器は、単一のステータスに基づいて作動することができる。別の例では、継電器は、2つ以上のステータスを組み合わせる所定のブール式(例えば、AND又はOR投票)に基づいて作動することができる。警報信号302sは、内部ネットワーク110aを介して機械制御システム112に提供されて、又は機械制御システム112に直接提供されて、標的102の動作パラメータの制御を容易にすることができる。一例として、機械制御システム112は、警報信号302sの受信に応じて標的102の動作を停止させることができる。継電器の作動に用いられる選択されたステータスデータ及び論理は、保護コマンド信号209sによって指定することができる。 In a further embodiment, the output circuit 210o is configured to acquire selected status data from the backplane 206 and act on the received alarm status to alert the alarm. It can also be in the form of one or more relay circuits 272. The notified alarm can be output in the form of an alarm signal 302s. In one example, a relay can operate based on a single status. In another example, the relay can operate on the basis of a given Boolean expression (eg, AND or OR voting) that combines two or more stats. The alarm signal 302s can be provided to the machine control system 112 via the internal network 110a or directly to the machine control system 112 to facilitate control of the operating parameters of the target 102. As an example, the machine control system 112 can stop the operation of the target 102 in response to the reception of the alarm signal 302s. The selected status data and logic used to operate the relay can be specified by the protection command signal 209s.

他の実施形態では、出力回路210oは、少なくとも1つの通信インターフェース回路274の形態であり得る。通信インターフェース回路274は、保護コマンド信号209sの受信に応じてバックプレーン206から、選択された監視データを取得するように構成することができる。選択された監視データは、測定された動作パラメータ、拡張されたデータセットの測定された変数、決定されたステータス、及び決定された警報のうちの1つ又は複数を含むことができる。取得されたデータは、機械制御システム212(例えば、プロセス制御用)、HMI114(例えば、操作員のディスプレイ)による使用のために1つ又は複数の帰還信号306sで内部ネットワーク110aに送信され得る、及び/又はヒストリアン116によって記憶され得る。 In other embodiments, the output circuit 210o may be in the form of at least one communication interface circuit 274. The communication interface circuit 274 can be configured to acquire selected monitoring data from the backplane 206 in response to receiving the protection command signal 209s. The selected monitoring data can include one or more of the measured operating parameters, the measured variables of the extended dataset, the determined status, and the determined alarm. The acquired data may be transmitted to the internal network 110a with one or more feedback signals 306s for use by the machine control system 212 (eg for process control), HMI 114 (eg operator display), and / Or may be stored by Historian 116.

インフラストラクチャ回路210nは、柔軟な監視システム202が動作するために必要とされる機能を実行するように構成することができる。一態様では、インフラストラクチャ回路210nは、システムインターフェース回路276の形態をとることができる。システムインターフェース回路276は、保護監視に関与する回路(例えば、保護処理回路264、出力回路210i)の構成を容易にする保護コマンド信号209sを内部ネットワーク110aから監視システム220に送信するためのアクセスポイントとして機能することができる。保護コマンド信号209sは、以下のいずれかを含む1つ又は複数の信号を任意の組み合わせで含むことができる:保護処理回路264及び出力回路210iのそれぞれが取得及び/又は出力する選択された監視データの識別、保護処理回路264のための警報設定点、並びに継電器出力回路272による継電器の報知のための論理。 The infrastructure circuit 210n can be configured to perform the functions required for the flexible monitoring system 202 to operate. In one aspect, the infrastructure circuit 210n can take the form of a system interface circuit 276. The system interface circuit 276 serves as an access point for transmitting a protection command signal 209s from the internal network 110a to the monitoring system 220, which facilitates the configuration of circuits involved in protection monitoring (for example, protection processing circuit 264, output circuit 210i). Can function. The protection command signal 209s can include any combination of one or more signals including any of the following: selected monitoring data acquired and / or output by each of the protection processing circuit 264 and the output circuit 210i. Identification, alarm setting point for protection processing circuit 264, and logic for relay notification by relay output circuit 272.

監視システム106とは対照的に、柔軟な監視システム202の実施形態が、保護監視機能(例えば、システムインターフェース回路276)及び状態監視機能(例えば、状態処理回路266)を構成する回路210を別個にし得ることは理解することができる。その結果、保護監視構成は、内部ネットワーク110a上で完全に実行することができ、その一方で、状態監視構成は、外部ネットワーク110b上で完全に実行することができる。すなわち、内部ネットワーク110aは、外部ネットワーク110bに通信可能に連結されていない。その結果、状態調節コマンド信号211sは、機械制御システム112の権限のある操作員から承認を得ることを必要とせずに、状態処理回路266に提供することができる。 In contrast to the monitoring system 106, an embodiment of the flexible monitoring system 202 separates the circuits 210 that make up the protection monitoring function (eg, system interface circuit 276) and the state monitoring function (eg, state processing circuit 266). You can understand what you get. As a result, the protection monitoring configuration can be fully executed on the internal network 110a, while the condition monitoring configuration can be fully executed on the external network 110b. That is, the internal network 110a is not communicably connected to the external network 110b. As a result, the state adjustment command signal 211s can be provided to the state processing circuit 266 without the need for approval from an authorized operator of the machine control system 112.

状態処理回路266が外部ネットワーク110b及びバックプレーン206と通信することを可能にすることに内在するサイバーセキュリティリスクを理解して、状態処理回路266は、データ取得のみのバックプレーン206との一方向通信に制限することができる。そのような一方向通信は、ハードウェア(例えば、データダイオード)、ファームウェア、及び/又はソフトウェアの任意の組み合わせによって確立することができる。特定の実施形態では、この一方向通信は、少なくともハードウェアを通じて提供される。その結果、柔軟な監視システム202は、状態処理回路266の迅速な構成を容易にしながら、悪意のある行為者から安全であることを維持することができる。 Understanding the cybersecurity risks inherent in allowing the state processing circuit 266 to communicate with the external network 110b and the backplane 206, the state processing circuit 266 communicates unidirectionally with the data acquisition only backplane 206. Can be limited to. Such one-way communication can be established by any combination of hardware (eg, data diode), firmware, and / or software. In certain embodiments, this one-way communication is provided at least through hardware. As a result, the flexible monitoring system 202 can remain safe from malicious actors while facilitating the rapid configuration of the state processing circuit 266.

別の態様では、インフラストラクチャ回路210nは、電力入力回路280の形態をとることができる。電力入力回路280は、1つ又は複数の電力源を柔軟な監視システム202に接続する能力を提供することができる。 In another aspect, the infrastructure circuit 210n can take the form of a power input circuit 280. The power input circuit 280 can provide the ability to connect one or more power sources to the flexible monitoring system 202.

更なる態様では、インフラストラクチャ回路210nは、ブリッジ回路282の形態をとることができる。ブリッジ回路282は、2つ以上のベース204のバックプレーン206を互いに接続し、それらの間の通信のための共通のバックプレーン206’を形成する能力を提供することができる。 In a further aspect, the infrastructure circuit 210n can take the form of a bridge circuit 282. The bridge circuit 282 can provide the ability to connect the backplanes 206 of two or more bases 204 to each other and form a common backplane 206'for communication between them.

そのように構成されると、回路210の実施形態は、1つ又は複数のベース204の間に分散された任意の組み合わせで配置されて、所望の監視能力(例えば、入力、処理、出力など)を有する柔軟な監視システムの実装を形成することができる。異なる監視機能を提供するために異なるグループ分けの回路210及びベース204から構成された柔軟な監視システム202の例示的な実施形態が、図4A〜図4Cにそれぞれ示されている。図4A〜図4Cの実施形態のそれぞれでは、図示された処理回路210pは、意図される用途のために必要に応じて、単一の処理回路210p又は2つ以上の処理回路210pであり得る。更に、バックプレーン206に連結するためのスペースが空いていれば、処理回路210pは、図示された監視システム202に更に追加することができる。 When configured as such, embodiments of circuit 210 are arranged in any combination distributed between one or more bases 204 and have the desired monitoring capabilities (eg, inputs, processes, outputs, etc.). It is possible to form a flexible monitoring system implementation with. Illustrative embodiments of a flexible monitoring system 202 composed of circuits 210 and bases 204 in different groups to provide different monitoring functions are shown in FIGS. 4A-4C, respectively. In each of the embodiments of FIGS. 4A-4C, the illustrated processing circuit 210p may be a single processing circuit 210p or two or more processing circuits 210p, as required for the intended use. Further, if space is available for connecting to the backplane 206, the processing circuit 210p can be further added to the illustrated monitoring system 202.

図4Aは、比較的大きいと見なすことができる柔軟な監視システム400の形態で柔軟な監視システム202を示しており、様々な異なるセンサタイプに対して保護監視及び状態監視の両方を実行するように構成することができる。図示のように、柔軟な監視システム400は、振動入力回路252(VI)、温度入力回路254(TI)、個別接点260(DC)などの入力回路210iを含む。柔軟な監視システム400はまた、保護監視機能(PM)を提供するように構成された保護処理回路264及び状態監視機能(CM)を提供するように構成された状態処理回路266などの処理回路210pも含む。柔軟な監視システム400は、継電器出力回路272(RO)、比例出力回路270(4〜20)、及び通信インターフェース回路274(CI)など、出力回路210oを更に含むことができる。柔軟な監視システム400は、電力入力回路280(PI)及びシステムインターフェース回路276(SI)など、インフラストラクチャ回路210nを追加的に含むことができる。 FIG. 4A shows a flexible monitoring system 202 in the form of a flexible monitoring system 400 that can be considered relatively large, to perform both protection monitoring and condition monitoring for a variety of different sensor types. Can be configured. As shown, the flexible monitoring system 400 includes input circuits 210i such as vibration input circuit 252 (VI), temperature input circuit 254 (TI), and individual contacts 260 (DC). The flexible monitoring system 400 also has a processing circuit 210p such as a protection processing circuit 264 configured to provide a protection monitoring function (PM) and a condition processing circuit 266 configured to provide a condition monitoring function (CM). Also includes. The flexible monitoring system 400 may further include an output circuit 210o, such as a relay output circuit 272 (RO), a proportional output circuit 270 (4-20), and a communication interface circuit 274 (CI). The flexible monitoring system 400 may additionally include an infrastructure circuit 210n, such as a power input circuit 280 (PI) and a system interface circuit 276 (SI).

図4Bは、柔軟な監視システム400よりも小さくすることができる柔軟な監視システム402(例えば、「中型」システム)の形態で柔軟な監視システム202を示しており、単一のタイプのセンサ104に対して保護監視を実行するように構成することができる。図示のように、柔軟な監視システム402は、振動入力回路252(VI)などの入力回路210iを含む。柔軟な監視システム402はまた、保護処理回路264(PM)を含む処理回路210pを有することもできる。柔軟な監視システム402はまた、継電器出力回路272(RO)及び4mA〜20mAの出力を提供する比例出力回路270(4〜20)などの出力回路210oを含むこともできる。柔軟な監視システム402は、電力入力回路280(PI)及びブリッジ回路282(BR)など、インフラストラクチャ回路210nを追加的に含むことができる。 FIG. 4B shows a flexible monitoring system 202 in the form of a flexible monitoring system 402 (eg, a “medium” system) that can be smaller than the flexible monitoring system 400, to a single type of sensor 104. On the other hand, it can be configured to perform protection monitoring. As shown, the flexible monitoring system 402 includes an input circuit 210i such as a vibration input circuit 252 (VI). The flexible monitoring system 402 can also have a processing circuit 210p including a protection processing circuit 264 (PM). The flexible monitoring system 402 can also include an output circuit 210o such as a relay output circuit 272 (RO) and a proportional output circuit 270 (4-20) that provides an output of 4 mA to 20 mA. The flexible monitoring system 402 may additionally include an infrastructure circuit 210n, such as a power input circuit 280 (PI) and a bridge circuit 282 (BR).

図4Cは、柔軟な監視システム400及び402の両方よりも小さくすることができる柔軟な監視システム404(例えば、「小型」システム)の形態で柔軟な監視システム202を示しており、単一のタイプのセンサ104に対して保護監視を実行するように構成することができる。図4Cに示すように、柔軟な監視システム404は、振動入力回路252(VI)など、単一の入力回路210iを含む。柔軟な監視システム404はまた、保護処理回路264(PM)を含む処理回路210pを有することもできる。柔軟な監視システム404はまた、継電器出力回路272(RO)などの出力回路210oを含むこともできる。柔軟な監視システム404は、電力入力回路280(PI)及びブリッジ回路282(BR)など、インフラストラクチャ回路210nを追加的に含むことができる。 FIG. 4C shows a flexible monitoring system 202 in the form of a flexible monitoring system 404 (eg, a "small" system) that can be smaller than both the flexible monitoring systems 400 and 402, a single type. The sensor 104 can be configured to perform protection monitoring. As shown in FIG. 4C, the flexible monitoring system 404 includes a single input circuit 210i, such as the vibration input circuit 252 (VI). The flexible monitoring system 404 can also have a processing circuit 210p that includes a protection processing circuit 264 (PM). The flexible monitoring system 404 can also include an output circuit 210o such as a relay output circuit 272 (RO). The flexible monitoring system 404 may additionally include an infrastructure circuit 210n, such as a power input circuit 280 (PI) and a bridge circuit 282 (BR).

更なる実施形態では、柔軟な監視システム202は、ブリッジ回路282を介して通信可能に連結されている複数のベース204から構成され得る。このようにして、共通バックプレーン206’は、ブリッジ連結されたベース204の全てを横断して延在することができ、各ベース204のバックプレーン206からの全ての情報が、任意の他のベース204のバックプレーン206に送信され得る。図5〜図7の実施形態のそれぞれでは、図示された処理回路210pは、意図される用途のために必要に応じて、単一の処理回路210p又は2つ以上の処理回路210pであり得る。更に、バックプレーン206に連結するためのスペースが空いていれば、処理回路210pは、図示された監視システム202に更に追加することができる。複数の処理回路210pは、単一のベース204に連結されるか、又は2つ以上のベースにわたって分散され得る。 In a further embodiment, the flexible monitoring system 202 may consist of a plurality of bases 204 communicatively coupled via a bridge circuit 282. In this way, the common backplane 206'can extend across all of the bridge-connected bases 204, with all information from the backplane 206 of each base 204 being any other base. It may be transmitted to the backplane 206 of 204. In each of the embodiments of FIGS. 5-7, the illustrated processing circuit 210p may be a single processing circuit 210p or two or more processing circuits 210p, as required for the intended use. Further, if space is available for connecting to the backplane 206, the processing circuit 210p can be further added to the illustrated monitoring system 202. The plurality of processing circuits 210p may be connected to a single base 204 or distributed over two or more bases.

柔軟な監視システム500の形態の柔軟な監視システム202の例示的な実施形態が、図5に示されている。図示のように、柔軟な監視システム500は、3つのベース502、504、及び506を含んでおり、これらのベースは、それらの対応のブリッジ回路282(BR)において、通信リンク510を使用して互いに通信可能に連結されている。通信リンク510は、電気ケーブル、光ファイバケーブル、及び無線通信を含むが、これらに限定されない、任意の通信接続であり得る。ベース502は、個別接点260、状態処理回路266(CM)、継電器出力回路272(RO)、及び通信インターフェース回路274(CI)を含むことができる。ベース504は、振動入力回路252(VI)、保護処理回路264(PM)、継電器出力回路272(RO)、及び4mA〜20mAの出力を提供する比例出力回路270(4〜20)を含むことができる。ベース506は、振動入力回路252(VI)及び継電器出力回路272(RO)を含むことができる。ベース502、504、506のそれぞれはまた、対応のブリッジ回路282(BR)及び電力入力回路280(PI)を含むこともできる。保護コマンド信号209sは、ベース502に実装されたシステムインターフェース回路276(SI)を使用して、共通バックプレーン206’を介して、ベース502、504、506のそれぞれに提供することができる。 An exemplary embodiment of the flexible monitoring system 202 in the form of the flexible monitoring system 500 is shown in FIG. As shown, the flexible monitoring system 500 includes three bases 502, 504, and 506, which bases use communication link 510 in their corresponding bridge circuit 282 (BR). They are connected to each other so that they can communicate with each other. Communication link 510 can be any communication connection including, but not limited to, electrical cables, fiber optic cables, and wireless communications. The base 502 can include an individual contact 260, a state processing circuit 266 (CM), a relay output circuit 272 (RO), and a communication interface circuit 274 (CI). The base 504 may include a vibration input circuit 252 (VI), a protection processing circuit 264 (PM), a relay output circuit 272 (RO), and a proportional output circuit 270 (4-20) that provides an output of 4 mA to 20 mA. can. The base 506 can include a vibration input circuit 252 (VI) and a relay output circuit 272 (RO). Each of the bases 502, 504, 506 can also include a corresponding bridge circuit 282 (BR) and a power input circuit 280 (PI). The protection command signal 209s can be provided to the bases 502, 504, and 506, respectively, via the common backplane 206'using the system interface circuit 276 (SI) mounted on the base 502.

柔軟な監視システム600の形態の柔軟な監視システム202の別の例示的な実施形態が、図6に示されている。図示のように、柔軟な監視システム600は、2つのベース602及び604を含んでおり、これらのベースは、それらの対応のブリッジ回路282(BR)において、通信リンク510と同様の通信リンク606を使用して互いに通信可能に連結されている。ベース602は全ての処理回路210pを含むことができ、一方、ベース604は、入力回路210i及び出力回路210oの全て又は実質的に全てを含むことができる。ベース604は、マーシャリングキャビネット内など、ベース602から離れて位置することができ、一方、ベース602は、アクセスを容易にするために制御室に近接したままであってよい。 Another exemplary embodiment of the flexible monitoring system 202 in the form of the flexible monitoring system 600 is shown in FIG. As shown, the flexible monitoring system 600 includes two bases 602 and 604, which bases have a communication link 606 similar to the communication link 510 in their corresponding bridge circuit 282 (BR). Used to be communicatively linked to each other. The base 602 can include all processing circuits 210p, while the base 604 can include all or substantially all of the input circuits 210i and the output circuits 210o. The base 604 can be located away from the base 602, such as in a marshalling cabinet, while the base 602 may remain close to the control room for easy access.

柔軟な監視システム202の実施形態の効率を改善するために、回路210は、機能ごとに分離され、対応のベース204の間でブリッジ回路282(BR)を介して共有されることができる。柔軟な監視システム700の形態の柔軟な監視システム202の例示的な実施形態が、図7に示されている。図示のように、柔軟な監視システム700は、5つのベース702、704a、704b、704c、704dを含む。ベース702は、保護処理回路264(PM)及び状態処理回路266(CM)の両方を含む。ベース704a〜704dはそれぞれ同じであり、温度入力回路254(TI)及び振動入力回路252(VI)を含む。ベース702及び704a〜704dは、それらの対応のブリッジ回路282(BR)において、通信リンク510と同じであり得る通信リンク706によって互いに通信可能に連結されている。この構成は、高価な共通回路(例えば、保護処理回路264、状態処理回路266、通信インターフェース回路274、システムインターフェース回路276)がベース702内に収容され、制御室に近接して配置されることを、可能にすることができる。温度入力回路256(TI)及び振動入力回路254(VI))など、入力回路210iは、いくつかの小型機械を監視するために使用され、かつ1つ又は複数の監視される機械に局所的に位置付けられるように、ベース704a〜704d内に収容することができる。 To improve the efficiency of the flexible monitoring system 202 embodiment, the circuits 210 can be separated by function and shared between the corresponding bases 204 via the bridge circuit 282 (BR). An exemplary embodiment of the flexible monitoring system 202 in the form of the flexible monitoring system 700 is shown in FIG. As shown, the flexible monitoring system 700 includes five bases 702, 704a, 704b, 704c, 704d. Base 702 includes both protection processing circuit 264 (PM) and state processing circuit 266 (CM). The bases 704a to 704d are the same and include a temperature input circuit 254 (TI) and a vibration input circuit 252 (VI). The bases 702 and 704a-704d are communicably connected to each other in their corresponding bridge circuit 282 (BR) by a communication link 706, which may be the same as the communication link 510. In this configuration, expensive common circuits (eg, protection processing circuit 264, state processing circuit 266, communication interface circuit 274, system interface circuit 276) are housed in the base 702 and placed close to the control room. , Can be made possible. The input circuit 210i, such as the temperature input circuit 256 (TI) and the vibration input circuit 254 (VI)), is used to monitor some small machines and locally to one or more monitored machines. It can be housed within the bases 704a-704d so that it can be positioned.

図8は、機械を監視するための方法800の例示的な実施形態を示す流れ図である。方法800は、柔軟な監視システム202を参照して説明される。特定の態様では、方法800の実施形態は、図8に例示されるものよりも多い又は少ない動作を含むことができ、動作は、図8に示されるものとは異なる順序で実行することができる。 FIG. 8 is a flow chart illustrating an exemplary embodiment of Method 800 for monitoring a machine. Method 800 is described with reference to the flexible monitoring system 202. In certain aspects, embodiments of Method 800 can include more or less movements than those exemplified in FIG. 8, and the movements can be performed in a different order than that shown in FIG. ..

動作802では、複数の回路を少なくとも1つのバックプレーン(例えば、206)に連結することができる。複数の回路は、入力回路(例えば、210i)及び少なくとも1つの処理回路(例えば、210p)を含むことができる。複数の回路はまた、出力回路(例えば、210o)及びインフラストラクチャ回路210nのうちの少なくとも1つを含むこともできる。一例として、回路をバックプレーン206のスロット又はポートに挿入することができる。 In operation 802, a plurality of circuits can be connected to at least one backplane (eg, 206). The plurality of circuits can include an input circuit (eg, 210i) and at least one processing circuit (eg, 210p). The plurality of circuits can also include at least one of an output circuit (eg, 210o) and an infrastructure circuit 210n. As an example, the circuit can be inserted into a slot or port on the backplane 206.

動作804では、入力回路210iは、入力回路210iが連結されているバックプレーン206に監視データを送信することができる。監視データは、センサによって取得された機械構成要素の動作パラメータの測定値を表すことができる。 In operation 804, the input circuit 210i can transmit monitoring data to the backplane 206 to which the input circuit 210i is connected. The monitoring data can represent the measured values of the operating parameters of the mechanical components acquired by the sensor.

動作806では、少なくとも1つの処理回路が、少なくとも1つの以下のことを実行することができる:少なくとも1つの処理回路が連結されているバックプレーンから監視データの選択された部分を取得すること、及び選択された監視データを特徴付ける値を決定し、決定された値を少なくとも1つの処理回路が連結されているバックプレーンに送信すること。少なくとも1つのバックプレーンに連結された処理回路の数は、少なくとも1つのバックプレーンに連結された入力回路の数から独立することができる。 In operation 806, at least one processing circuit can perform at least one of the following: to obtain a selected portion of the monitoring data from the backplane to which the at least one processing circuit is connected, and Determining the values that characterize the selected monitoring data and transmitting the determined values to the backplane to which at least one processing circuit is connected. The number of processing circuits connected to at least one backplane can be independent of the number of input circuits connected to at least one backplane.

本明細書に記載される方法、システム、及びデバイスの例示的な技術的効果としては、非限定的な例として、共通アーキテクチャを有する柔軟な監視回路が挙げられる。共通アーキテクチャは、柔軟な監視システム内で管理される構成要素の数を低減することができ、柔軟な監視システムの異なる実装にわたって共通の予備部品の使用を可能にし得る。監視回路の共通アーキテクチャはまた、監視回路が同様に動作することを可能にすることもでき、異なる監視システムの挙動における違いを誤って理解することに起因する問題を低減し得る。共通アーキテクチャは更に、所望の機械監視能力を有する柔軟な監視システムの新たな実装を形成するために、監視回路が任意の組み合わせで配置されることを可能にし得る。監視回路は、それぞれの監視システムベースのバックプレーンの間に共通バックプレーンを確立する通信を容易にするように構成されているブリッジ回路を含むことができる。この構成は、監視回路が連結されている物理的バックプレーンにかかわらず、監視回路が、共通バックプレーンからのデータを送信及び/又は受信することを可能にすることができる。保護監視及び/又は状態監視のための計算処理能力は、受信されるセンサ信号とは無関係に、監視システムからの処理回路の追加又は取り外しによって増大又は減少させることができる。 Illustrative technical effects of the methods, systems, and devices described herein include, as a non-limiting example, flexible monitoring circuits with a common architecture. A common architecture can reduce the number of components managed within a flexible monitoring system and may allow the use of common spare parts across different implementations of the flexible monitoring system. The common architecture of the monitoring circuits can also allow the monitoring circuits to operate in the same way, reducing the problems caused by misunderstanding the differences in the behavior of different monitoring systems. The common architecture may also allow monitoring circuits to be placed in any combination to form new implementations of flexible monitoring systems with the desired machine monitoring capabilities. The monitoring circuit can include a bridge circuit configured to facilitate communication establishing a common backplane between the respective monitoring system-based backplanes. This configuration can allow the monitoring circuit to transmit and / or receive data from the common backplane, regardless of the physical backplane to which the monitoring circuit is connected. Computational processing power for protection monitoring and / or condition monitoring can be increased or decreased by adding or removing processing circuits from the monitoring system, regardless of the sensor signals received.

本明細書に開示されるシステム、デバイス、及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解を提供するために、特定の例示的な実施形態を記載してきた。これらの実施形態の1つ又は複数の例が添付の図面に示されている。当業者は、本明細書に具体的に記載され、添付の図面に例示されているシステム、デバイス、及び方法が、非限定的で例示的な実施形態であること、並びに本発明の範囲が特許請求の範囲によってのみ定義されることは理解するであろう。例示的な一実施形態に関連して図示又は説明されている特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わされてもよい。このような修正及び変形は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。更に、本開示では、実施形態の同様の名称の構成要素は、概して類似の特徴を有し、したがって、特定の実施形態内では、各同様の名称の構成要素の各特徴は、必ずしも十分に詳述されていない。 Specific exemplary embodiments have been described to provide an overall understanding of the principles of structure, function, manufacture, and use of the systems, devices, and methods disclosed herein. One or more examples of these embodiments are shown in the accompanying drawings. Those skilled in the art will appreciate that the systems, devices, and methods specifically described herein and illustrated in the accompanying drawings are non-limiting and exemplary embodiments, and that the scope of the invention is patented. It will be understood that it is defined only by the claims. The features illustrated or described in connection with one exemplary embodiment may be combined with the features of another embodiment. Such modifications and modifications are intended to be included within the scope of the present invention. Moreover, in the present disclosure, components of similar names in embodiments generally have similar characteristics, and therefore, within a particular embodiment, each feature of components of similar names is not necessarily sufficiently detailed. Not stated.

本明細書に記載される主題は、本明細書に開示される構造的手段及びその構造的等価物を含む、アナログ電子回路、デジタル電子回路、及び/又はコンピュータソフトウェア、ファームウェア、若しくはハードウェアで、又はそれらの組み合わせで実装することができる。本明細書に記載される主題は、データ処理装置(例えば、プログラマブルプロセッサ、1つのコンピュータ、又は複数のコンピュータ)による実行のために、又はデータ処理装置の動作を制御するために、情報キャリア(例えば、機械可読記憶デバイス)で有形に具現化される、又は伝播信号で具現化される、1つ又は複数のコンピュータプログラムなど、1つ又は複数のコンピュータプログラム製品として実装することができる。コンピュータプログラム(プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、又はコードとしても知られる)は、コンパイラ言語又はインタプリタ言語を含む、任意の形態のプログラミング言語で記述することができ、独立型プログラムの形態、又はモジュール、コンポーネント、サブルーチン、若しくはコンピューティング環境での使用に適した他の単位の形態を含む、任意の形態で配備することができる。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルと一致するとは限らない。プログラムは、他のプログラム若しくはデータを保持するファイルの一部分に、当該プログラムの専用の単一ファイル内に、又は複数の協調ファイル(例えば、1つ又は複数のモジュール、サブプログラム、又はコードの部分を記憶するファイル)内に記憶することができる。コンピュータプログラムは、1つのコンピュータ上で、又は1つのサイトにある、若しくは複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続された、複数のコンピュータ上で実行されるように、配備することができる。 The subject matter described herein is analog electronic circuits, digital electronic circuits, and / or computer software, firmware, or hardware, including the structural means and structural equivalents thereof disclosed herein. Or it can be implemented by a combination thereof. The subject matter described herein is for execution by a data processor (eg, a programmable processor, one computer, or multiple computers), or to control the operation of the data processor (eg, an information carrier (eg,). It can be implemented as one or more computer program products, such as one or more computer programs that are tangibly embodied in a machine-readable storage device) or embodied in a propagated signal. Computer programs (also known as programs, software, software applications, or code) can be written in any form of programming language, including compiler or interpreter languages, in the form of stand-alone programs, or modules, components. It can be deployed in any form, including forms of, subroutines, or other units suitable for use in a computing environment. Computer programs do not always match files. A program may include other programs or parts of a file that holds data, in a single dedicated file for that program, or multiple collaborative files (eg, one or more modules, subprograms, or parts of code). It can be stored in the file to be stored). Computer programs can be deployed to run on one computer, or on multiple computers distributed at one site or across multiple sites and interconnected by communication networks.

本明細書に記載される主題の方法工程を含む、本明細書に記載されるプロセス及び論理フローは、入力データ上で動作し、出力を生成することによって本明細書に記載される主題の機能を実行するために、1つ又は複数のコンピュータプログラムを実行する1つ又は複数のプログラマブルプロセッサによって実行することができる。プロセス及び論理フローはまた、専用論理回路、例えば、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)又はASIC(特定用途向け集積回路)によって実行することもでき、本明細書に記載される主題の装置は、専用論理回路として実装することができる。 The processes and logical flows described herein, including the method steps of the subject matter described herein, operate on the input data and function of the subject matter described herein by producing an output. Can be executed by one or more programmable processors that execute one or more computer programs. Processes and logic flows can also be performed by dedicated logic circuits, such as FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) or ASICs (Application Specific Integrated Circuits), and the devices of interest described herein are dedicated logic. It can be implemented as a circuit.

コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサとしては、例として、汎用マイクロプロセッサ及び専用マイクロプロセッサの両方、並びに任意の種類のデジタルコンピュータの任意の1つ又は複数のプロセッサが挙げられる。一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリ又はランダムアクセスメモリ又はその両方から命令及びデータを受信する。コンピュータの必須要素は、命令を実行するためのプロセッサ、並びに命令及びデータを記憶するための1つ又は複数のメモリデバイスである。一般に、コンピュータはまた、データを記憶するための1つ若しくは複数の大容量記憶デバイス、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、若しくは光ディスクを含むか、又はそれからデータを受信するか、若しくはそれにデータを転送するか、若しくはその両方を行うように動作可能に連結されている。コンピュータプログラム命令及びデータを具現化するのに適した情報キャリアには、例として、半導体メモリデバイス(例えば、EPROM、EEPROM、及びフラッシュメモリデバイス)、磁気ディスク(例えば、内蔵ハードディスク又はリムーバブルディスク)、光磁気ディスク、及び光ディスク(例えば、CD及びDVDディスク)を含む、不揮発性メモリの全ての形態が含まれる。プロセッサ及びメモリは、専用論理回路によって補完されるか、又はその中に組み込まれ得る。 Suitable processors for executing computer programs include, for example, both general purpose and dedicated microprocessors, as well as any one or more processors of any type of digital computer. Generally, the processor receives instructions and data from read-only memory and / or random access memory. Essential elements of a computer are a processor for executing instructions and one or more memory devices for storing instructions and data. In general, a computer also includes or receives data from or transfers data to one or more mass storage devices for storing data, such as magnetic disks, magneto-optical disks, or optical disks. Operatively linked to do or both. Information carriers suitable for embodying computer program instructions and data include, for example, semiconductor memory devices (eg, EPROM, EPROM, and flash memory devices), magnetic disks (eg, internal hard disks or removable disks), optical. All forms of non-volatile memory are included, including magnetic disks and optical disks (eg, CD and DVD disks). Processors and memory can be complemented by or incorporated into dedicated logic circuits.

ユーザとの対話を提供するために、本明細書に記載される主題は、ユーザに情報を表示するためのディスプレイデバイス、例えば、CRT(陰極線管)又はLCD(液晶ディスプレイ)モニタと、ユーザがコンピュータに入力を与えることができるキーボード及びポインティングデバイス(例えば、マウス又はトラックボール)とを有するコンピュータ上に実装することができる。他の種類のデバイスを使用して、ユーザとの対話を提供することもできる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形態の感覚フィードバック(例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバック)であり得、ユーザからの入力は、音響、音声、又は触覚入力を含む、任意の形態で受信することができる。 To provide interaction with the user, the subject matter described herein is a display device for displaying information to the user, such as a CRT (cathode tube) or LCD (liquid crystal display) monitor, and the user computer. It can be implemented on a computer having a keyboard and a pointing device (eg, a mouse or trackball) capable of giving input to. Other types of devices can also be used to provide user interaction. For example, the feedback provided to the user can be any form of sensory feedback (eg, visual feedback, auditory feedback, or tactile feedback) and the input from the user can be any, including acoustic, audio, or tactile input. Can be received in the form of.

本明細書に記載される技術は、1つ又は複数のモジュールを使用して実装することができる。本明細書で使用するとき、用語「モジュール」は、コンピューティングソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、及び/又はそれらの様々な組み合わせを指す。しかしながら、最低でも、モジュールは、ハードウェア上にもファームウェア上にも実装されてなく、非一時的なプロセッサ読み取り可能な記録可能記憶媒体上に記録されてもいない、ソフトウェアとして、解釈されるべきではない(すなわち、モジュールは、ソフトウェアそのものではない)。実際に「モジュール」は、プロセッサ又はコンピュータの一部などの少なくともいくつかの物理的な非一時的ハードウェアを常に含むと解釈されるべきである。2つの異なるモジュールは、同じ物理ハードウェアを共有することができる(例えば、2つの異なるモジュールは、同じプロセッサ及びネットワークインターフェースを使用することができる)。本明細書に記載されるモジュールは、様々な用途をサポートするために、組み合わせ、統合し、分離し、及び/又は複製することができる。また、特定のモジュールにおいて実行されるものとして本明細書に記載された機能は、この特定のモジュールにおいて実行される機能の代わりに又はそれに加えて、1つ若しくは複数の他のモジュールにおいて及び/又は1つ若しくは複数の他のデバイスによって、実行することができる。更に、モジュールは、互いにローカル又はリモートの複数のデバイス及び/又は他の構成要素にわたって実装することができる。追加的に、モジュールは、1つのデバイスから移動させ、別のデバイスに追加することができ、及び/又は両方のデバイスに含めることができる。 The techniques described herein can be implemented using one or more modules. As used herein, the term "module" refers to computing software, firmware, hardware, and / or various combinations thereof. However, at a minimum, the module should be construed as software, neither implemented on hardware nor firmware, nor recorded on a non-temporary processor readable recordable storage medium. No (ie, the module is not the software itself). In fact, a "module" should always be construed as including at least some physical non-temporary hardware, such as a processor or part of a computer. Two different modules can share the same physical hardware (eg, two different modules can use the same processor and network interface). The modules described herein can be combined, integrated, separated and / or duplicated to support a variety of applications. Also, the functions described herein as being performed in a particular module are in place of or in addition to the functions performed in this particular module and / or in one or more other modules. It can be run by one or more other devices. In addition, modules can be implemented across multiple devices and / or other components local or remote to each other. Additionally, modules can be moved from one device, added to another device, and / or included in both devices.

本明細書に記載される主題は、バックエンド構成要素(例えば、データサーバ)、ミドルウェア構成要素(例えば、アプリケーションサーバ)、若しくはフロントエンド構成要素(例えば、ユーザが本明細書に記載される主題の実装と対話することができる、グラフィカルユーザインターフェース又はウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ)、又はそのようなバックエンド、ミドルウェア、及びフロントエンド構成要素の任意の組み合わせを含むコンピューティングシステムで実装することができる。システムの構成要素は、任意の形態又は媒体のデジタルデータ通信、例えば、通信ネットワークによって、相互接続することができる。通信ネットワークの例としては、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)及び広域ネットワーク(「WAN」)、例えば、インターネットが挙げられる。 The subject matter described herein is a back-end component (eg, a data server), a middleware component (eg, an application server), or a front-end component (eg, a user described herein). It can be implemented in a computing system that includes a client computer with a graphical user interface or web browser that can interact with the implementation), or any combination of such backends, middleware, and frontend components. The components of the system can be interconnected by any form or medium of digital data communication, such as a communication network. Examples of communication networks include local area networks (“LAN”) and wide area networks (“WAN”), such as the Internet.

本明細書及び特許請求の範囲を通して本明細書で使用するとき、近似する言い回しは、それが関連する基本機能の変化をもたらすことなく許される程度に変化し得る任意の定量的表現を修飾するために適用されてよい。したがって、「約」、「およそ」、及び「実質的に」など、1つ又は複数の用語によって修飾された値は、指定された正確な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似する言い回しは、値を測定するための器具の精度に対応し得る。ここで、本明細書及び特許請求の範囲を通して、範囲制限は、組み合わされても、及び/又は交換されてもよく、そのような範囲は特定され、文脈又は言い回しで他を意味しない限り、その範囲内に含まれる全ての部分範囲を含む。 As used herein and throughout the claims, the approximate wording is to modify any quantitative expression to which it may change to the extent permitted without resulting in a change in the associated underlying function. May be applied to. Therefore, values modified by one or more terms, such as "about," "approximately," and "substantially," are not limited to the exact values specified. In at least some examples, the approximate wording may correspond to the accuracy of the instrument for measuring the value. Here, throughout the specification and claims, the scope limits may be combined and / or exchanged, and such scopes are specified and unless the context or wording means otherwise. Includes all subranges contained within the range.

当業者は、上述の実施形態に基づいて本発明の更なる特徴及び利点を理解するであろう。したがって、本出願は、添付の特許請求の範囲によって示されるものを除き、特に示され説明されてきたものによって限定されるものではない。本明細書に引用される全ての刊行物及び参考文献は、その全体が参照により明示的に組み込まれる。 One of ordinary skill in the art will understand the further features and advantages of the invention based on the embodiments described above. Therefore, this application is not limited to what has been specifically shown and explained, except as indicated by the appended claims. All publications and references cited herein are expressly incorporated by reference in their entirety.

Claims (22)

システムであって、
複数の回路に連結するように構成された少なくとも1つのバックプレーンであって、前記バックプレーンに連結された前記複数の回路のうちの少なくとも1つから監視データを受信するように構成されている、少なくとも1つのバックプレーンと、
前記少なくとも1つのバックプレーンのうちの1つに連結された入力回路であって、センサから機械構成要素の動作パラメータの測定値を含む監視データを表すセンサ信号を受信することと、前記入力回路が連結されている前記バックプレーンに前記監視データを送信することと、を行うように構成されている、入力回路と、
前記少なくとも1つのバックプレーンのうちの1つのバックプレーンに連結された少なくとも1つの処理回路であって、前記少なくとも1つの処理回路は、
前記少なくとも1つの処理回路が連結されている前記バックプレーンから前記監視データの選択された部分を取得することと、
前記選択された監視データを特徴付ける値を決定し、前記少なくとも1つの処理回路が連結されている前記バックプレーンに前記決定された値を送信することと、のうちの少なくとも1つを実行するように構成されている、少なくとも1つの処理回路と、を備え、
前記少なくとも1つのバックプレーンに連結された処理回路の数が、前記少なくとも1つのバックプレーンに連結された入力回路の数から独立している、システム。
It ’s a system,
At least one backplane configured to be connected to a plurality of circuits, and configured to receive monitoring data from at least one of the plurality of circuits connected to the backplane. With at least one backplane,
An input circuit connected to one of the at least one backplane that receives a sensor signal from a sensor that represents monitoring data including measurements of operating parameters of mechanical components. An input circuit configured to transmit and perform the monitoring data to the connected backplane.
The at least one processing circuit connected to one of the at least one backplane, and the at least one processing circuit is
Acquiring a selected portion of the monitoring data from the backplane to which the at least one processing circuit is connected.
To determine a value that characterizes the selected monitoring data and to perform at least one of transmitting the determined value to the backplane to which the at least one processing circuit is connected. It comprises at least one processing circuit, which is configured.
A system in which the number of processing circuits connected to the at least one backplane is independent of the number of input circuits connected to the at least one backplane.
第1のバックプレーンに連結された第1の保護処理回路を含む第1の処理回路であって、前記第1の保護処理回路が、前記監視データの第1の部分を前記第1のバックプレーンから取得することと、前記監視データの前記第1の部分に基づいて前記値の第1の部分を決定することと、前記値の前記第1の部分を前記第1のバックプレーンに送信することと、を行うように構成されている、第1の処理回路と、
第2のバックプレーンに連結された第2の保護処理回路を含む第2の処理回路であって、前記第2の保護処理回路が、前記第1の部分とは異なる、前記監視データの第2の部分を取得することと、前記監視データの前記第2の部分に基づいて前記値の第2の部分を決定することと、前記値の前記第2の部分を前記第2のバックプレーンに送信することと、を行うように構成されている、第2の処理回路と、を備える、請求項1に記載のシステム。
A first processing circuit including a first protection processing circuit connected to a first backplane, wherein the first protection processing circuit transfers a first portion of the monitoring data to the first backplane. Obtaining from, determining the first portion of the value based on the first portion of the monitoring data, and transmitting the first portion of the value to the first backplane. And the first processing circuit, which is configured to do
A second processing circuit of the monitoring data, which is a second processing circuit including a second protection processing circuit connected to the second backplane, wherein the second protection processing circuit is different from the first part. To acquire the portion of, determine the second portion of the value based on the second portion of the monitoring data, and transmit the second portion of the value to the second backplane. The system of claim 1, comprising a second processing circuit configured to do and do.
前記第1の保護処理回路が、前記第2のバックプレーンから前記値の前記第2の部分を取得することと、前記第1及び第2の値部分に基づいて前記値を決定することと、前記決定された値を前記第1のバックプレーンに送信することと、を行うように構成されている、請求項2に記載のシステム。 The first protection processing circuit obtains the second portion of the value from the second backplane and determines the value based on the first and second value portions. The system according to claim 2, wherein the determined value is transmitted to and from the first backplane. 前記第1及び第2のバックプレーンが、同じバックプレーンである、請求項3に記載のシステム。 The system according to claim 3, wherein the first and second backplanes are the same backplane. 前記入力回路が、前記第1のバックプレーンに連結されている、請求項4に記載のシステム。 The system according to claim 4, wherein the input circuit is connected to the first backplane. 前記入力回路が、前記第1のバックプレーンとは異なる、第3のバックプレーンに連結され、前記システムが、
前記第1のバックプレーンに連結された第1のブリッジ回路と、
前記第3のバックプレーンに連結され、前記第1のブリッジ回路と通信している第2のブリッジ回路であって、前記第1及び第2のブリッジ回路が、前記第1及び第3のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成している、第2のブリッジ回路と、を更に備え、
前記第1及び第2の保護処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第3のバックプレーンから前記第1及び第2の監視データ部分を取得するように構成されている、請求項4に記載のシステム。
The input circuit is connected to a third backplane, which is different from the first backplane, and the system is:
With the first bridge circuit connected to the first backplane,
A second bridge circuit that is connected to the third backplane and communicates with the first bridge circuit, wherein the first and second bridge circuits are the first and third backplanes. A second bridge circuit, which forms a common logic backplane including
4. The first and second protection processing circuits are configured to acquire the first and second monitoring data portions from the third backplane via the common logic backplane. The system described in.
前記第1及び第2のバックプレーンが、異なるバックプレーンであり、前記システムが、
前記第1のバックプレーンに連結された第1のブリッジ回路と、
前記第2のバックプレーンに連結され、前記第1のブリッジ回路と通信している第2のブリッジ回路であって、前記第1及び第2のブリッジ回路が、前記第1及び第2のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成している、第2のブリッジ回路と、を更に備え、
前記第1の保護処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第2のバックプレーンから前記値の前記第2の部分を取得するように構成されている、請求項3に記載のシステム。
The first and second backplanes are different backplanes, and the system.
With the first bridge circuit connected to the first backplane,
A second bridge circuit that is connected to the second backplane and communicates with the first bridge circuit, wherein the first and second bridge circuits are the first and second backplanes. A second bridge circuit, which forms a common logic backplane including
The system according to claim 3, wherein the first protection processing circuit is configured to obtain the second portion of the value from the second backplane via the common logic backplane.
第1のバックプレーンに連結された第1の状態処理回路を含む第1の処理回路であって、前記第1の状態処理回路が、前記監視データの第1の部分を前記第1のバックプレーンから取得することと、前記監視データの前記第1の部分をネットワークに出力することと、を行うように構成されている、第1の処理回路と、
第2のバックプレーンに連結された第2の状態処理回路を含む第2の処理回路であって、前記第2の状態処理回路が、前記監視データの第2の部分を前記第2のバックプレーンから取得することと、前記監視データの前記第2の部分を前記ネットワークに出力することと、を行うように構成されている、第2の処理回路と、を備え、
前記第1及び第2の状態処理回路が、前記少なくとも1つのバックプレーンのいずれかにデータを送信することを禁止されている、請求項1に記載のシステム。
A first processing circuit including a first state processing circuit connected to a first backplane, wherein the first state processing circuit transfers a first portion of the monitoring data to the first backplane. A first processing circuit configured to obtain from and output the first portion of the monitoring data to the network.
A second processing circuit including a second state processing circuit connected to the second backplane, wherein the second state processing circuit transfers a second portion of the monitoring data to the second backplane. A second processing circuit configured to obtain from and output the second portion of the monitoring data to the network.
The system of claim 1, wherein the first and second state processing circuits are prohibited from transmitting data to any of the at least one backplane.
前記第1及び第2のバックプレーンが、同じバックプレーンである、請求項8に記載のシステム。 The system according to claim 8, wherein the first and second backplanes are the same backplane. 前記入力回路が、前記第1のバックプレーンに連結されている、請求項9に記載のシステム。 The system according to claim 9, wherein the input circuit is connected to the first backplane. 前記入力回路が、前記第1のバックプレーンとは異なる、第3のバックプレーンに連結され、前記システムが、
前記第1のバックプレーンに連結された第1のブリッジ回路と、
前記第3のバックプレーンに連結され、前記第1のブリッジ回路と通信している第2のブリッジ回路であって、前記第1及び第2のブリッジ回路が、前記第1及び第3のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成している、第2のブリッジ回路と、を更に備え、
前記第1及び第2の状態処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第3のバックプレーンから前記第1及び第2の監視データ部分を取得するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
The input circuit is connected to a third backplane, which is different from the first backplane, and the system is:
With the first bridge circuit connected to the first backplane,
A second bridge circuit that is connected to the third backplane and communicates with the first bridge circuit, wherein the first and second bridge circuits are the first and third backplanes. A second bridge circuit, which forms a common logic backplane including
9. The first and second state processing circuits are configured to acquire the first and second monitoring data portions from the third backplane via the common logic backplane. The system described in.
方法であって、
複数の回路を少なくとも1つのバックプレーンに連結することであって、前記複数の回路が、入力回路及び少なくとも1つの処理回路を含む、ことと、
前記入力回路によって、前記入力回路が連結されている前記バックプレーンに監視データを送信することであって、前記監視データが、センサによって取得された機械構成要素の動作パラメータの測定値を表す、ことと、
前記少なくとも1つの処理回路によって、
前記少なくとも1つの処理回路が連結されている前記バックプレーンから前記監視データの選択された部分を取得することと、
前記選択された監視データを特徴付ける値を決定し、前記少なくとも1つの処理回路が連結されている前記バックプレーンに前記決定された値を送信することと、のうちの少なくとも1つを実行することと、を含み、
前記少なくとも1つのバックプレーンに連結された処理回路の数が、前記少なくとも1つのバックプレーンに連結された入力回路の数から独立して選択される、方法。
It's a method
By connecting a plurality of circuits to at least one backplane, the plurality of circuits include an input circuit and at least one processing circuit.
The input circuit transmits monitoring data to the backplane to which the input circuit is connected, and the monitoring data represents a measured value of an operating parameter of a mechanical component acquired by a sensor. When,
By the at least one processing circuit
Acquiring a selected portion of the monitoring data from the backplane to which the at least one processing circuit is connected.
Determining the values that characterize the selected monitoring data and transmitting the determined values to the backplane to which the at least one processing circuit is connected, and performing at least one of the determined values. , Including
A method in which the number of processing circuits connected to the at least one backplane is selected independently of the number of input circuits connected to the at least one backplane.
第1のバックプレーンに連結された第1の保護処理回路を含む第1の処理回路によって、前記監視データの第1の部分を前記第1のバックプレーンから取得することと、
前記第1の保護処理回路によって、前記監視データの前記第1の部分に基づいて前記値の第1の部分を決定することと、
前記値の前記第1の部分を前記第1のバックプレーンに送信することと、
第2のバックプレーンに連結された第2の処理回路を含む第2の保護処理回路によって、前記監視データの第2の部分を前記第2のバックプレーンから取得することと、
前記第2の保護処理回路によって、前記監視データの前記第2の部分に基づいて前記値の第2の部分を決定することと、
前記値の前記第2の部分を前記第2のバックプレーンに送信することと、を含む、請求項12に記載の方法。
Acquiring the first part of the monitoring data from the first backplane by the first processing circuit including the first protection processing circuit connected to the first backplane.
The first protection processing circuit determines the first part of the value based on the first part of the monitoring data.
Sending the first portion of the value to the first backplane and
Acquiring the second part of the monitoring data from the second backplane by the second protection processing circuit including the second processing circuit connected to the second backplane.
The second protection processing circuit determines the second part of the value based on the second part of the monitoring data.
12. The method of claim 12, comprising transmitting the second portion of the value to the second backplane.
前記第1の保護処理回路によって、前記値の前記第2の部分を前記第2のバックプレーンから取得することと、
前記第1の保護処理回路によって、前記第1及び第2の値部分に基づいて前記値を決定することと、
前記第1の保護処理回路によって、前記決定された値を前記第1のバックプレーンに送信することと、を含む、請求項13に記載の方法。
Obtaining the second portion of the value from the second backplane by the first protection processing circuit, and
The first protection processing circuit determines the value based on the first and second value portions.
13. The method of claim 13, comprising transmitting the determined value to the first backplane by the first protection processing circuit.
前記第1及び第2のバックプレーンが、同じバックプレーンである、請求項14に記載の方法。 14. The method of claim 14, wherein the first and second backplanes are the same backplane. 前記入力回路を前記第1のバックプレーンに連結することを含む、請求項15に記載の方法。 15. The method of claim 15, comprising connecting the input circuit to the first backplane. 前記入力回路が、前記第1のバックプレーンとは異なる、第3のバックプレーンに連結され、前記方法が、
第1のブリッジ回路を前記第1のバックプレーンに連結することと、
第2のブリッジ回路を前記第3のバックプレーンに連結することと、
前記第1及び第2のブリッジ回路を通信状態に置くことであって、前記第1及び第2のブリッジ回路が、通信状態時に前記第1及び第3のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成する、ことと、を含み、
前記第1及び第2の保護処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第3のバックプレーンから前記第1及び第2の監視データ部分を取得するように構成されている、請求項14に記載の方法。
The input circuit is connected to a third backplane, which is different from the first backplane.
Connecting the first bridge circuit to the first backplane and
Connecting the second bridge circuit to the third backplane and
Placing the first and second bridge circuits in a communication state, wherein the first and second bridge circuits form a common logic backplane including the first and third backplanes in the communication state. Including things to do
14. The first and second protection processing circuits are configured to acquire the first and second monitoring data portions from the third backplane via the common logic backplane. The method described in.
前記第1及び第2のバックプレーンが、異なるバックプレーンであり、前記方法が、
第1のブリッジ回路を前記第1のバックプレーンに連結することと、
第2のブリッジ回路を前記第2のバックプレーンに連結することと、
前記第1及び第2のブリッジ回路を通信状態に置くことであって、前記第1及び第2のブリッジ回路が、通信状態時に前記第1及び第2のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成する、ことと、を含み、
前記第1の保護処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第2のバックプレーンから前記値の前記第2の部分を取得するように構成されている、請求項13に記載の方法。
The first and second backplanes are different backplanes, and the method is:
Connecting the first bridge circuit to the first backplane and
Connecting the second bridge circuit to the second backplane and
Placing the first and second bridge circuits in a communication state, wherein the first and second bridge circuits form a common logic backplane including the first and second backplanes in the communication state. Including things to do
13. The method of claim 13, wherein the first protection processing circuit is configured to obtain the second portion of the value from the second backplane via the common logic backplane.
第1のバックプレーンに連結された第1の状態処理回路を含む第1の処理回路によって、前記監視データの第1の部分を前記第1のバックプレーンから取得することと、
前記第1の状態処理回路によって、前記監視データの前記第1の部分をネットワークに出力することと、
第2のバックプレーンに連結された第2の状態処理回路を含む第2の処理回路によって、前記監視データの第2の部分を前記第2のバックプレーンから取得することと、
前記第2の状態処理回路によって、前記監視データの前記第2の部分を前記ネットワークに出力することと、を含み、
前記第1及び第2の状態処理回路が、それぞれ、前記第1及び第2のバックプレーンにデータを送信することを禁止されている、請求項12に記載の方法。
Acquiring the first part of the monitoring data from the first backplane by the first processing circuit including the first state processing circuit connected to the first backplane.
Outputting the first part of the monitoring data to the network by the first state processing circuit and
Acquiring the second part of the monitoring data from the second backplane by the second processing circuit including the second state processing circuit connected to the second backplane.
The second state processing circuit includes outputting the second part of the monitoring data to the network.
12. The method of claim 12, wherein the first and second state processing circuits are prohibited from transmitting data to the first and second backplanes, respectively.
前記第1及び第2のバックプレーンが、同じバックプレーンである、請求項19に記載の方法。 19. The method of claim 19, wherein the first and second backplanes are the same backplane. 前記入力回路が、前記第1のバックプレーンに連結されている、請求項20に記載の方法。 The method of claim 20, wherein the input circuit is coupled to the first backplane. 前記入力回路が、前記第1のバックプレーンとは異なる、第3のバックプレーンに連結され、前記方法が、
第1のブリッジ回路を前記第1のバックプレーンに連結することと、
第2のブリッジ回路を前記第3のバックプレーンに連結することと、
前記第1及び第2のブリッジ回路を通信状態に置くことであって、前記第1及び第2のブリッジ回路が、通信状態時に前記第1及び第3のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成する、ことと、を含み、
前記第1及び第2の状態処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第3のバックプレーンから前記第1及び第2の監視データ部分を取得するように構成されている、請求項13に記載の方法。
The input circuit is connected to a third backplane, which is different from the first backplane.
Connecting the first bridge circuit to the first backplane and
Connecting the second bridge circuit to the third backplane and
Placing the first and second bridge circuits in a communication state, wherein the first and second bridge circuits form a common logic backplane including the first and third backplanes in the communication state. Including things to do
13. The first and second state processing circuits are configured to acquire the first and second monitoring data portions from the third backplane via the common logic backplane. The method described in.
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